KR101539663B1 - Flame retardant expanded polystyrene particle using wastes and method for manufacturing the same - Google Patents
Flame retardant expanded polystyrene particle using wastes and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101539663B1 KR101539663B1 KR1020150040935A KR20150040935A KR101539663B1 KR 101539663 B1 KR101539663 B1 KR 101539663B1 KR 1020150040935 A KR1020150040935 A KR 1020150040935A KR 20150040935 A KR20150040935 A KR 20150040935A KR 101539663 B1 KR101539663 B1 KR 101539663B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flame retardant
- coating
- flame
- organic solvent
- present
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08L25/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/06—Sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 폐기물을 이용한 난연성 폴리스티렌계 발포 입자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐전선 등의 폐기물을 이용하여 우수한 난연성을 가짐은 물론 높은 경제성 등을 가지는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a flame-retardant polystyrene-based expanded particle using waste, and more particularly to a flame-retardant polystyrene-based expanded particle having excellent flame retardancy and high economic efficiency by using waste such as a waste wire, ≪ / RTI >
발포 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS)은 건축물 등의 단열재로 유용하게 사용된다. 발포 폴리스티렌 제품(통상, 스티로폼)은 높은 단열성을 가짐과 함께 경량성 및 가공의 용이성 등에서도 유리하다. 일반적으로, 발포 폴리스티렌 제품은 비드(bead) 형상으로 폴리스티렌 입자를 제조한 다음, 이를 가열하여 발포(1차 발포)시킨 후, 성형기에서 스팀(steam)이나 열을 가하여 판넬(panel) 등의 형상으로 성형하는 방법으로 제조된다. 이때, 성형 과정에서도 스팀에 의해 발포(2차 발포)가 진행된다. Expanded polystyrene (EPS) is useful as a thermal insulation material for buildings. Expanded polystyrene products (typically, styrofoam) are advantageous in terms of lightweight properties and ease of processing, as well as being highly heat-insulating. In general, foamed polystyrene products are produced by forming polystyrene particles in a bead shape, heating them to foam (primary foaming), and then applying steam or heat in a molding machine to form panels or the like Molding method. At this time, the foaming (secondary foaming) proceeds by steam even during the molding process.
그러나 종래의 일반적인 발포 폴리스티렌은 열에 매우 취약하여 쉽게 연소되고, 연소 시에는 유독가스를 발생시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 발포 폴리스티렌의 난연성을 개선시키는 기술이 다양한 방법으로 시도되었다. 대부분의 경우는 난연제의 사용이다. 예를 들어, 한국 등록특허 제10-0305711호에는 발포 폴리스티렌 입자 표면에 할로겐계 화합물이나 인계 화합물 등의 난연제를 코팅하는 기술이 제시되어 있고, 한국 공개특허 제10-2001-0072979호에는 발포 폴리스티렌 조성물에 브롬화 유기 화합물의 난연제를 첨가하는 방법이 제시되어 있다. However, the conventional general expanded polystyrene is very vulnerable to heat, so that it is easily burned, and toxic gas is generated when it is burned. Accordingly, various techniques have been attempted to improve the flame retardancy of expanded polystyrene. In most cases, the use of flame retardants. Korean Patent No. 10-0305711, for example, discloses a technique for coating a surface of expanded polystyrene particles with a flame retardant such as a halogen-based compound or phosphorus compound, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2001-0072979 discloses a method for coating an expanded polystyrene composition A method of adding a flame retarding agent of a brominated organic compound to the surface of the substrate is proposed.
또한, 한국 등록특허 제10-0991189호에는 물유리, 탄산나트륨, 아황산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산마그네슘으로 구성된 난연 성분을 도포하는 기술이 제시되어 있으며, 한국 등록특허 제10-1281577호에는 팽창흑연을 첨가하는 기술이 제시되어 있다. Korean Patent No. 10-0991189 discloses a technique of applying a flame retardant component composed of water glass, sodium carbonate, sodium sulfite, sodium hydrogencarbonate, and magnesium carbonate. In Korean Patent No. 10-1281577, expanded graphite is added Technology is presented.
그러나 상기 선행 특허문헌들을 포함하는 종래의 기술은 연기 발생 억제 등의 측면에서 우수한 난연 효과를 보이기 어렵다. 또한, 일반적으로 난연제는 가격이 높다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 난연성 발포 폴리스티렌은 가격이 높아 경제성이 떨어지고, 최종 성형 제품의 경우에는 인장강도 등의 기계적 물성이 떨어지는 문제점이 있다.
However, conventional techniques including the above-mentioned prior art documents are difficult to exhibit an excellent flame retarding effect in terms of suppressing smoke generation and the like. Also, generally, the flame retardant is expensive. Accordingly, the flame-retarded expanded polystyrene according to the prior art has a problem in that the cost is low due to its high price, and in the case of the final molded product, the mechanical properties such as tensile strength are deteriorated.
이에, 본 발명은 높은 경제성과 함께 우수한 난연성을 가지는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide flame retardant polystyrene foam particles having excellent flame retardancy with high economic efficiency, and a process for producing the same.
또한, 본 발명은 높은 경제성과 함께 우수한 난연성을 가지면서 인장강도 등의 기계적 물성이 우수한 난연성 폴리스티렌계 발포 입자 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide flame retardant polystyrene foam particles having excellent flame retardancy and high mechanical strength such as tensile strength, and a process for producing the same.
부가적으로, 본 발명은 폐전선으로부터 수지와 난연제를 각각 분리하되, 분리 효율이 개선된 분리 공정을 포함하는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
Additionally, it is an object of the present invention to provide a method for producing flame retardant polystyrene-based expanded beads, which comprises separating a resin and a flame retardant from a waste wire, respectively, and a separation process with improved separation efficiency.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, According to an aspect of the present invention,
스티렌계 중합체; Styrene type polymers;
폐전선으로부터 분리된 제1난연제; 및 A first flame retardant separated from the waste wire; And
제2난연제를 포함하고, A second flame retardant,
상기 제2난연제는 수산화알루미늄과 황을 함유한 난연성 폴리스티렌계 발포 입자를 제공한다. The second flame retardant provides flame retardant polystyrene type expanded particles containing aluminum hydroxide and sulfur.
바람직한 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 난연성 폴리스티렌계 발포 입자는 제3난연제를 더 포함하고, 상기 제3난연제는 아세트기를 가지는 유기물로부터 선택된다. 이때, 상기 제2난연제는 폴리스티렌계 발포 입자의 내부에 분산되고, 상기 제1난연제 및 제3난연제는 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 코팅된다. According to a preferred embodiment, the flame retardant polystyrene type expanded particles according to the present invention further comprise a third flame retardant, and the third flame retardant is selected from organic materials having an acetyl group. At this time, the second flame retardant is dispersed in the polystyrene-based expanded particles, and the first and third flame retardants are coated on the surface of the polystyrene-based expanded particles.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계; Separating the first flame retardant from the waste wire;
스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 단계; 및 Obtaining polystyrene-based expanded particles from a mixture comprising a styrene-based polymer and a second flame retardant; And
상기 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 코팅하는 단계를 포함하고, Coating the surface of the polystyrene-based expanded particle with a first flame retardant agent separated from the waste wire,
상기 제2난연제는 수산화알루미늄과 황을 함유한 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법을 제공한다. The second flame retardant agent provides a method for producing flame retardant polystyrene foam particles containing aluminum hydroxide and sulfur.
아울러, 본 발명은, Further, according to the present invention,
폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계; Separating the first flame retardant from the waste wire;
스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 단계; Obtaining polystyrene-based expanded particles from a mixture comprising a styrene-based polymer and a second flame retardant;
제3난연제와 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 포함하는 난연 코팅액을 얻는 단계; 및 Obtaining a flame retardant coating liquid comprising a third flame retardant and a first flame retardant separated from the waste wire; And
상기 난연 코팅액을 상기 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함하고, And coating the surface of the polystyrene type expanded particles with the flame retardant coating liquid,
상기 제2난연제는 수산화알루미늄과 황을 함유하며, Wherein the second flame retardant contains aluminum hydroxide and sulfur,
상기 제3난연제는 아세트기를 가지는 유기물로부터 선택되는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법을 제공한다. And the third flame retardant is selected from an organic substance having an acetyl group.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계는, According to a preferred embodiment of the present invention, the step of separating the first flame retardant from the waste wire further comprises:
폐전선을 유기 용제에 용해시켜 폐전선으로부터 수지 및 제1난연제를 포함하는 피복 혼합물을 얻는 용해 공정; 및 Dissolving a waste wire in an organic solvent to obtain a coating mixture containing a resin and a first flame retardant from a waste wire; And
상기 피복 혼합물을 비중 차이를 통해 제1난연제가 침전되게 한 다음, 상기 피복 혼합물로부터 제1난연제를 분리하는 침전 분리 공정을 포함한다. And a precipitating and separating step of allowing the coating mixture to precipitate the first flame retardant through a difference in specific gravity and then separating the first flame retardant from the coating mixture.
아울러, 상기 유기 용제는 폐전선을 구성하는 수지보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성의 유기 용제이고, The organic solvent is a water-soluble organic solvent having a higher solubility in water than a resin constituting the waste wire,
상기 침전 분리 공정은, 피복 혼합물에 물을 가하여, 수지는 상층으로 부상되게 하고, 제1난연제는 침전되게 하는 제1공정; 및 Wherein the precipitating and separating step includes: a first step of adding water to the coating mixture so that the resin floats up to the upper layer and the first flame retardant is precipitated; And
상기 피복 혼합물로부터 수지와; 유기 용제 및 물을 포함하는 혼합 용액과; 제1난연제를 분리하는 제2공정을 포함하는 것이 바람직하다.
A resin from the coating mixture; A mixed solution containing an organic solvent and water; And a second step of separating the first flame retardant.
본 발명에 따르면, 높은 경제성과 함께 우수한 난연성이 구현되는 효과를 갖는다. According to the present invention, an excellent flame retardancy can be realized with high economic efficiency.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 난연제로서 폐전선으로부터 분리된 폐기물(재활용 자원)이 사용되어 높은 경제성을 갖는다. 또한, 제2난연제에 함유된 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 수분(H2O)을 생성시켜, 발화 및 열 발생을 억제하고, 이와 함께 제2난연제에 함유된 황(S)이 주위의 산소 농도 등을 감소시키면서 연기 발생 등을 억제하여 우수한 난연성을 도모한다. Specifically, according to the present invention, waste (recycled resources) separated from the pulsed electric wire is used as a flame retardant and has high economic efficiency. In addition, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) contained in the second flame retardant generates moisture (H 2 O) to suppress ignition and heat generation, and at the same time, sulfur And the like, while suppressing generation of smoke and the like, thereby achieving excellent flame retardancy.
아울러, 본 발명에 따르면, 실시 형태에 따라서 유기물로부터 선택된 제3난연제가 코팅된 경우, 난연성이 개선되면서 인장강도 등의 우수한 기계적 물성을 갖는다. In addition, according to the present invention, when the third flame retardant selected from organic materials is coated according to the embodiment, the flame retardancy is improved and the film has excellent mechanical properties such as tensile strength and the like.
부가적으로, 본 발명에 따르면, 폐전선으로부터 수지와 난연제를 각각 분리하는 분리 공정이 개선되어, 난연제는 물론 폐전선을 구성하는 수지를 효율적으로 재활용할 수 있는 효과를 갖는다.
In addition, according to the present invention, the separation step of separating the resin and the flame retardant from the waste wire is improved, and the resin constituting the waste wire as well as the flame retardant can be efficiently recycled.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. As used herein, the term "and / or" is used to include at least one of the preceding and following elements. The term "one or more" as used in the present invention means one or more than two.
또한, 본 발명에서 "제1", "제2" 및 "제3" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. Also, in the present invention, terms such as "first", "second" and "third" are used to distinguish one element from another, no.
이하, 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명한다. 이하, 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of exemplary embodiments of the present invention, detailed descriptions of known general functions and / or configurations are omitted.
본 발명은 하나의 형태에 따라서 난연성 폴리스티렌계 발포 입자 및 그 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 다른 형태에 따라서, 상기 난연성 폴리스티렌계 발포 입자를 포함하는 성형체 및 이의 제조방법을 제공한다. The present invention provides, in one form, flame retardant polystyrene foam particles and a process for producing the same. The present invention also provides a molded article comprising the flame-retardant polystyrene type expanded particles and a method for producing the same, according to another aspect.
본 발명에 따른 난연성 폴리스티렌계 발포 입자는 스티렌계 중합체; 폐전선으로부터 분리된 제1난연제; 및 제2난연제를 포함한다. 이때, 상기 제2난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한다. 본 발명에서, "난연"은 화재의 발생이 어려운 것, 화재의 퍼짐을 방지하는 것, 연기의 발생을 억제(방염)하는 것, 및/또는 불연 등의 의미를 포함한다. The flame-retardant polystyrene-based expanded particles according to the present invention include styrene-based polymers; A first flame retardant separated from the waste wire; And a second flame retardant. At this time, the second flame retardant contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S). In the present invention, "flame retarding" includes the meaning of difficulty in generating a fire, prevention of spread of a fire, suppression of generation of smoke (flame retardation), and / or fire prevention.
본 발명에 따른 난연성 폴리스티렌계 발포 입자(이하, "발포 입자"로 약칭한다.)의 형상 및 크기 등은 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 발포 입자는, 예를 들어 비드(bead), 펠릿(pellet) 및/또는 플레이크(flake) 등의 형상을 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 본 발명에 따른 발포 입자는 구형, 타원형 및/또는 다각형 등의 비드 형상을 가질 수 있다. 본 발명에서, 구형(및 타원형)은 완전한 구형(및 타원형)만을 의미하는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 발포 입자는, 예를 들어 직경 0.2mm 내지 2cm의 크기를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The shape and size of the flame-retardant polystyrene type expanded particles (hereinafter, abbreviated as "expanded particles") according to the present invention are not limited. The expanded particles according to the present invention may have shapes such as beads, pellets and / or flakes, for example. In one example, the expanded particles according to the present invention may have bead shapes such as spherical, elliptical and / or polygonal. In the present invention, spherical (and elliptical) does not mean only a complete spherical (and oval). The expanded particles according to the present invention may have a size of, for example, 0.2 to 2 cm in diameter, but are not limited thereto.
상기 스티렌계 중합체는 폴리스티렌계 수지로서, 이는 분자 내에 적어도 하나 이상의 스티렌 그룹(styrene group)을 포함하는 중합체이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 스티렌계 중합체는 스티렌계 단량체의 단독 중합체 및/또는 공중합체로부터 선택될 수 있다. 상기 스티렌계 단량체는 예를 들어 스티렌; 에틸스티렌, 디메틸스티렌 및 파라-메틸스티렌 등의 알킬스티렌; 알파-메틸스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌 등의 알파-알킬스티렌; 클로로스티렌 및 브로모스티렌 등의 할로겐화스티렌; 및/또는 비닐기 함유 스티렌 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 공중합체인 경우, 상기 스티렌계 단량체와 공중합이 가능한 공단량체로는 예를 들어 아크릴로니트릴, 부타디엔, 알킬아크릴레이트, 알킬메타아크릴레이트, 이소부틸렌 및/또는 이소프렌 등을 들 수 있다. The styrene type polymer is a polystyrene type resin, and is not particularly limited as long as it is a polymer containing at least one styrene group in the molecule. The styrene-based polymer may be selected from homopolymers and / or copolymers of styrene-based monomers. The styrenic monomers include, for example, styrene; Alkylstyrenes such as ethylstyrene, dimethylstyrene and para-methylstyrene; Alpha-alkylstyrenes such as alpha-methylstyrene, alpha-ethylstyrene, alpha-propylstyrene and alpha-butylstyrene; Halogenated styrenes such as chlorostyrene and bromostyrene; And / or a vinyl group-containing styrene. In the case of a copolymer, examples of the comonomer copolymerizable with the styrene-based monomer include acrylonitrile, butadiene, alkyl acrylate, alkyl methacrylate, isobutylene, and / or isoprene.
아울러, 본 발명에서, 상기 스티렌계 중합체는 산업 현장이나 가정에서 폐기되는 폐스티렌계 중합체(폐폴리스티렌계 수지)를 포함한다. 하나의 예시에서, 상기 스티렌계 중합체는 폴리스티렌(PS) 및 폐폴리스티렌(폐PS) 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. Further, in the present invention, the styrenic polymer includes a waste styrene polymer (a waste polystyrene-based resin) that is discarded at an industrial site or at home. In one example, the styrenic polymer may be at least one selected from polystyrene (PS) and waste polystyrene (waste PS).
상기 제1난연제는 폐전선으로부터 분리된 난연제로서, 이는 난연성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1난연제는 폐전선의 종류에 따라 다를 수 있지만, 이는 예를 들어 할로겐계 화합물, 인계 화합물 및/또는 안티몬계 화합물 등으로부터 선택될 수 있으나, 이들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서, 상기 제1난연제는 폐전선으로부터 분리된 난연성의 무기물이면 좋다. The first flame retardant is a flame retardant separated from the waste wire, and is not particularly limited as long as it has flame retardancy. The first flame retardant may vary depending on the type of the waste wire, but may be selected from, for example, a halogen compound, a phosphorus compound and / or an antimony compound, but is not limited thereto. In the present invention, the first flame retardant may be a flame retardant inorganic substance separated from a waste wire.
상기 제1난연제는 본 발명에 따른 발포 입자에 하기 (a) 내지 (c) 중에서 선택된 어느 하나의 형태로 포함될 수 있다. The first flame retardant may be included in the foamed particle according to the present invention in any one of the following formulas (a) to (c).
(a) 본 발명의 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 내부에 분산(a) dispersing in the interior of the flame-retardant polystyrene type expanded particles of the present invention
(b) 본 발명의 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 부분 코팅 또는 전면(全面) 코팅 (b) The surface of the flame-retardant polystyrene type expanded particles of the present invention is partially coated or entirely coated
(c) 본 발명의 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 내부에 분산 및 본 발명의 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 부분 코팅 또는 전면(全面) 코팅(c) dispersing the inside of the flame-retardant polystyrene type expanded particles of the present invention and coating the surface of the flame-retardant polystyrene type expanded particles of the present invention with a partial coating or a whole surface coating
구체적으로, 본 발명의 제1구현예에 따라서, (a) 상기 제1난연제는 스티렌계 중합체와 혼합된 다음, 발포되어 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산된 형태로 포함될 수 있다. 본 발명의 제2구현예에 따라서, (b) 상기 제1난연제는 본 발명에 따른 발포 입자의 발포 제조된 후, 입자 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된 형태로 포함될 수 있다. 또한, 본 발명의 제3구현예에 따라서, (c) 상기 제1난연제는 스티렌계 중합체와 혼합된 다음, 발포되어 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산되고, 이후 발포 제조된 후의 입자 표면에도 부분 코팅(또는 전면 코팅)되어, 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산되어 있음은 물론 입자의 표면에도 코팅된 형태로 포함될 수 있다. Specifically, according to the first embodiment of the present invention, (a) the first flame retardant may be mixed with the styrene-based polymer and then foamed and dispersed in the foamed particle according to the present invention. According to a second embodiment of the present invention, (b) the first flame retardant may be included in the form of a partially coated (or entirely coated) particle surface after the foaming of the expanded particles according to the present invention is produced. According to a third embodiment of the present invention, (c) the first flame retardant is mixed with the styrenic polymer and then foamed and dispersed in the expanded particles according to the present invention, (Or entirely coated), dispersed in the expanded particles according to the present invention, and coated on the surface of the particles.
바람직한 형태에 따라서, 상기 제1난연제는 상기 제2구현예 및 제3구현예를 따르는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 제1난연제는 적어도 발포 입자의 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된 형태로 포함되는 것이 좋다. 이 경우, 상기 제1난연제가 화염과 직접 접촉되는 발포 입자의 표면 상에 부분 코팅(또는 전면 코팅)되어 있어 난연성이 향상된다. According to a preferred form, the first flame retardant preferably follows the second embodiment and the third embodiment. Specifically, it is preferable that the first flame retardant is included at least in the form of partially coating (or entirely coating) the surface of the expanded particles. In this case, the first flame retardant is partially coated (or entirely coated) on the surface of the expanded particles in direct contact with the flame, so that the flame retardancy is improved.
더욱 바람직한 형태에 따라서, 상기 제1난연제는 상기 제2구현예를 따른 것이 좋다. 구체적으로, 상기 제1난연제는 발포 입자의 내부에는 분산되지 않고, 발포 입자의 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된 형태로만 포함되는 것이 좋다. 이 경우, 상기 제1난연제가 화염과 직접 접촉되는 발포 입자의 표면 상에 코팅되어 있어 난연성이 향상되며, 이와 함께 동일 난연성 대비 제1구현예보다 사용량을 줄일 수 있고, 또한 동일 사용량 대비 단위 표면적당 제1난연제의 코팅량이 많아 난연성에서 유리하다. According to a more preferred embodiment, the first flame retardant may be in accordance with the second embodiment. Specifically, it is preferable that the first flame retardant is not dispersed in the inside of the expanded particles but is contained only in the form of partial coating (or front coating) on the surface of the expanded particles. In this case, since the first flame retardant is coated on the surface of the expanded particles in direct contact with the flame, the flame retardancy is improved. In addition, the same flame retardancy can be used as compared with the first embodiment, The coating amount of the first flame retardant is large, which is advantageous in the flame retardancy.
상기 제2난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제2난연제는, 구체적으로 수산화알루미늄(Al(OH)3)을 포함하는 무기물을 베이스 성분(주성분)으로 하되, 부성분으로서 황(S)을 함유하는 무기물로부터 선택된다. 하나의 예시에서, 상기 제2난연제는 황(S) 및/또는 황(S)을 함유한 화합물과 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 혼합된 무기물 분말로부터 선택될 수 수 있다. 상기 제2난연제에 함유된 수산화알루미늄(Al(OH)3)은 화재 시에 수분(H2O)을 생성시켜, 발화 및 열 발생을 억제한다. 또한, 상기 제2난연제에 함유된 황(S)은 주위의 산소 농도 등을 감소시켜 연소의 진행을 억제하고, 연기 발생 등을 저하(방염)시켜 우수한 난연성을 도모한다. The second flame retardant is not particularly limited as long as it contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S). The second flame retardant is specifically selected from inorganic substances containing aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) as a base component (main component) and sulfur (S) as a subcomponent. In one example, the second flame retardant may be selected from an inorganic powder mixed with a compound containing sulfur (S) and / or sulfur (S) and aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ). Aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) contained in the second flame retardant agent generates moisture (H 2 O) in the event of a fire, thereby suppressing ignition and heat generation. In addition, sulfur (S) contained in the second flame retardant agent reduces the concentration of oxygen around it, thereby suppressing the progress of combustion and reducing the generation of smoke and the like, thereby achieving excellent flame retardancy.
상기 제2난연제는, 예를 들어 제올라이트 폐촉매로부터 선택될 수 있다. 상기 제올라이트 폐촉매는 산업상에서 폐기된 제올라이트계 촉매로서, 이는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 하나의 구현예에 따라서, 상기 제올라이트 폐촉매는 석유의 열분해 공정 등에서 폐기된 것으로부터 선택될 수 있다. The second flame retardant may be selected, for example, from a zeolite spent catalyst. The zeolite spent catalyst is an industrially discarded zeolite-based catalyst, and is not particularly limited as long as it contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S). Also, according to one embodiment, the zeolite spent catalyst may be selected from those which have been discarded in a pyrolysis process of petroleum and the like.
상기 제2난연제는 본 발명에 따른 발포 입자에 상기 제1난연제와 같은 형태로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2난연제는 스티렌계 중합체와 혼합된 다음, 발포되어 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산된 형태로 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2난연제는 본 발명에 따른 발포 입자의 발포 제조된 후, 입자 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된 형태로 포함될 수 있다. 아울러, 상기 제2난연제는 스티렌계 중합체와 혼합된 다음, 발포되어 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산되고, 이후 발포 제조된 후의 입자 표면에도 부분 코팅(또는 전면 코팅)되어, 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에는 물론 입자의 표면에도 코팅된 형태로 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 제2난연제는 본 발명에 따른 발포 입자의 내부에 분산된 형태로 포함될 수 있다. The second flame retardant may be included in the expanded particles according to the present invention in the same manner as the first flame retardant. Specifically, the second flame retardant may be mixed with the styrenic polymer and then foamed and dispersed in the foamed particles according to the present invention. The second flame retardant may be included in the form of a partially coated (or entirely coated) particle surface after the expanded particles of the present invention are foamed. In addition, the second flame retardant is mixed with the styrenic polymer and then foamed to be dispersed in the expanded particles according to the present invention, and then partially coated (or entirely coated) on the surface of the particles after the foam is produced. And may be contained in the form of a coating on the surface of the particles as well as inside the expanded particles. In one example, the second flame retardant may be dispersed in the foamed particles according to the present invention.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 발포 입자는 제3난연제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3난연제는 아세트기(CH3CO-)를 가지는 유기물로부터 선택된다. 이러한 제3난연제는 본 발명에 따른 발포 입자의 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된 형태로 포함된다. 예시적인 형태에 따라서, 상기 제3난연제는 제1난연제 및/또는 제2난연제와 혼합된 다음, 본 발명에 따른 발포 입자의 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)될 수 있다. 본 발명에 따르면, 아세트기(CH3CO-)를 가지는 유기물로부터 선택된 상기 제3난연제는 난연성의 개선과 함께 발포 입자 간의 결합력(융착성)을 향상시킨다. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the expanded particles according to the present invention may further comprise a third flame retardant. In this case, the third flame retardant agent is selected from organic substances having an acetamido group (CH 3 CO-). Such a third flame retardant is included in the form of a partial coating (or a front coating) on the surface of the expanded particles according to the present invention. According to an exemplary embodiment, the third flame retardant may be mixed with the first flame retardant and / or the second flame retardant and then partially coated (or entirely coated) on the surface of the expanded particles according to the present invention. According to the present invention, the third flame retardant selected from an organic substance having an acetyl group (CH 3 CO-) improves the flame retardancy and improves the bonding force (fusion property) between the expanded particles.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 제2난연제는 본 발명의 발포 입자의 내부에 분산되고, 상기 제1난연제 및 제3난연제는 본 발명의 발포 입자의 표면에 부분 코팅(또는 전면 코팅)된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 발포 입자는 스티렌계 중합체를 주성분으로 하는 발포 입자 본체와, 상기 발포 입자 본체의 표면에 코팅된 난연 코팅층을 포함하되, 상기 발포 입자 본체에는 상기 제2난연제가 분산, 혼재되어 있고, 상기 난연 코팅층은 무기물로서의 제1난연제와 유기물로서의 제3난연제를 포함하는 구성을 갖는다. 이때, 상기 난연 코팅층은 제1난연제(무기물), 제3난연제(유기물) 및 유기 용제를 포함하는 난연 코팅액이 상기 발포 입자 본체의 표면에 분사 코팅 및/또는 함침 코팅 등의 방법으로 코팅되어 형성될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the second flame retardant is dispersed inside the expanded particles of the present invention, and the first and third flame retardants are partially coated (or entirely coated) on the surface of the expanded particles of the present invention . Specifically, the expanded particles according to the present invention comprise a foamed particle main body containing a styrene polymer as a main component and a flame retardant coating layer coated on the surface of the foamed particle main body, wherein the foamed particle main body is dispersed and mixed And the flame retarding coating layer has a structure comprising a first flame retardant as an inorganic material and a third flame retardant as an organic material. At this time, the flame retardant coating layer is formed by coating a surface of the foamed particle body with a spray coating and / or impregnation coating such that a flame retardant coating liquid containing a first flame retardant (inorganic material), a third flame retardant (organic material) and an organic solvent .
또한, 예시적인 구현예에 따라서, 상기 난연 코팅층은 가소제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연 코팅층은 제1난연제(무기물), 제3난연제(유기물), 가소제 및 유기 용제를 포함하는 난연 코팅액이 상기 발포 입자 본체의 표면에 분사(분무) 코팅 및/또는 함침 코팅 등의 방법으로 코팅되어 형성될 수 있다. Further, according to an exemplary embodiment, the flame retardant coating layer may further include a plasticizer. Specifically, the flame retarding coating layer may be formed by spraying (spraying) coating and / or impregnating coating onto the surface of the foamed particle body, wherein the flame retarding coating solution comprises a first flame retardant (inorganic substance), a third flame retardant (organic substance), a plasticizer and an organic solvent Coating method.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 발포 입자는, 예를 들어 단열재 등의 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 발포 입자는 소정의 형상, 예를 들어 판넬(panel)이나 바(bar) 형상 등으로 성형되어 건물의 단열재 등으로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발포 입자는 통상과 같은 발포 공정으로 발포 제조될 수 있으며, 상기 발포 공정은 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 발포 입자는 물리적 및/또는 화학적 수단을 통해 발포될 수 있으며, 예를 들어 가열 및/또는 스팀(steam) 등에 의해 발포될 수 있다. 아울러, 상기 발포 공정은 1회 또는 2회 이상일 수 있다.
The above-described expanded particles according to the present invention can be usefully used for, for example, insulation. Specifically, the expanded particles according to the present invention may be molded into a predetermined shape, for example, a panel or a bar shape, and may be usefully used as a heat insulation material of a building. Further, the expanded particles according to the present invention can be foamed by a foaming process as usual, and the foaming process is not limited. The expanded particles according to the present invention can be foamed by physical and / or chemical means, and can be foamed, for example, by heating and / or steam. In addition, the foaming step may be performed once or twice or more.
이하, 본 발명에 따른 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법(이하, "발포 입자의 제조방법"으로 약칭한다.)을 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 발포 입자의 제조방법을 설명하되, 이의 예시적인 실시 형태의 설명을 통하여, 본 발명에 따른 발포 입자의 구체적인 실시 형태를 함께 설명한다.
Hereinafter, a method for producing flame-retardant polystyrene-based expanded particles according to the present invention (hereinafter abbreviated as "method for producing expanded particles") will be described. Hereinafter, a method for producing expanded particles according to the present invention will be described, and specific embodiments of expanded particles according to the present invention will be described together with explanations of exemplary embodiments thereof.
제1실시 형태First Embodiment
본 발명의 제1실시 형태에 따른 발포 입자의 제조방법은, (S1-1) 폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계; (S1-2) 스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 단계; 및 (S1-3) 상기 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 코팅하는 단계를 포함한다. 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
The method for producing expanded particles according to the first embodiment of the present invention comprises the steps of: (S1-1) separating a first flame retardant from a waste wire; (S1-2) obtaining polystyrene-based expanded particles from a mixture containing a styrene-based polymer and a second flame retardant; And (S1-3) coating a surface of the polystyrene-based expanded particle with a first flame retardant separated from the waste wire. Each step will be described as follows.
(S1-1)단계 : 폐전선으로부터 제1난연제의 분리 (S1-1): separation of the first flame retardant from the waste wire
본 발명은 산업 및/또는 가정 등에서 폐기되는 폐전선을 재활용한다. 본 발명에서, 재활용의 대상이 되는 폐전선은 특별히 제한되지 않으며, 이는 일반적인 전선은 물론, 통신용으로 사용되는 통신 케이블 등을 통칭한다. 상기 폐전선은 난연제를 포함하는 것이면 좋다. 본 발명에 따라서, 상기 폐전선으로부터 난연제를 분리, 회수하여, 이를 본 발명의 제1난연제로 사용한다. 이때, 분리, 회수된 회수물에는 적어도 제1난연제를 포함하며, 제1난연제 이외에 분리 공정에서 사용된 유기 용제 등의 부가물이 더 혼합되어 있을 수 있다. The present invention recycles waste wires that are discarded in industry and / or the home. In the present invention, the waste wire to be recycled is not particularly limited, and is collectively referred to as a general cable and a communication cable used for communication. The waste wire may be any as long as it contains a flame retardant. According to the present invention, the flame retardant is separated and recovered from the waste wire and used as the first flame retardant of the present invention. At this time, the separated and recovered recovered material may include at least a first flame retardant, and besides the first flame retardant, adducts such as an organic solvent used in the separation process may be further mixed.
일반적으로, 폐전선은 하나 이상의 금속선(주로, 구리선)과, 상기 금속선을 보호하는 외피(피복재)를 갖는다. 이때, 폐전선을 구성하는 대부분의 외피(피복재)는 수지(고분자)와 난연제를 포함한다. 폐전선의 종류에 따라 다를 수 있지만, 폐전선의 외피를 구성하는 수지는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 및/또는 에폭시수지 등을 포함하며, 대부분의 경우 폴리염화비닐(이하, 경우에 따라서 "PVC"로 약칭한다.)을 포함한다. Generally, the waste wire has at least one metal wire (mainly copper wire) and a sheath (covering material) for protecting the metal wire. At this time, most of the envelope (covering material) constituting the waste wire includes a resin (polymer) and a flame retardant. (PE), polypropylene (PP), polyurethane (PU) and / or epoxy resin, etc., which constitute the casing of the waste wire, although it may vary depending on the kind of the waste wire. And in most cases, polyvinyl chloride (hereinafter abbreviated as "PVC" in some cases).
또한, 상기 폐전선의 외피를 구성하는 난연제는 주로 2등급 이상의 난연 효과를 가지는 무기물 난연제로서, 이는 예를 들어 할로겐계 화합물, 인계 화합물 및/또는 안티몬계 화합물 등의 무기물 난연제로 구성된다. The flame retardant constituting the outer surface of the waste wire is mainly an inorganic flame retardant having a flame retarding effect of grade 2 or higher, and is made of an inorganic flame retardant such as a halogen-based compound, a phosphorus-based compound, and / or an antimony-based compound.
본 발명에 따라서, 폐전선으로부터 위와 같은 수지와 제1난연제를 분리한다. 본 발명에서 제1난연제는 폐전선에 포함된 것으로서, 이는 구체적으로 폐전선의 외피를 구성하는 상기와 같은 무기물 난연제를 의미한다. 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 분리하는 공정은 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 폐전선을 절단, 절개, 압착, 가열 및/또는 용해 등의 공정을 통해 분리할 수 있다. 이때, 제1난연제의 분리 공정은, 예를 들어 유기 용제를 이용한 용해 공정을 적어도 포함할 수 있다. According to the present invention, the resin and the first flame retardant are separated from the waste wire. In the present invention, the first flame retardant is included in the waste wire, and this specifically means the above-mentioned inorganic flame retardant constituting the envelope of the waste wire. The process of separating the resin from the waste wire and the first flame retardant is not particularly limited, and it can be separated, for example, by a process such as cutting, cutting, pressing, heating and / or dissolving the waste wire. At this time, the separation step of the first flame retardant may include at least a dissolution step using, for example, an organic solvent.
하나의 구현예에 따라서, 폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 본 (S1-1)단계는 용해 공정과 침전 분리 공정을 포함할 수 있다. 각 공정의 실시 형태를 설명하면 다음과 같다.
According to one embodiment, step (S1-1) of separating the first flame retardant from the waste wire may comprise a dissolution process and a precipitation separation process. An embodiment of each process will be described below.
[1] 용해 공정 [1] Dissolution Process
용해조에 폐전선과 유기 용제를 투입하여 외피를 용해시킨다. 이러한 용해에 의해, 폐전선을 구성하는 외피(피복재)가 분리된다. 즉, 폐전선의 수지와 제1난연제를 포함하는 피복 혼합물이 용해에 의해 분리된다. 이때, 폐전선은 소정의 크기로 절단, 및/또는 약 20㎛ 내지 5mm의 크기로 분쇄된 다음, 용해조에 투입될 수 있다. 또한, 절단 및/또는 분쇄된 폐전선은 가압 롤러를 통해 압착된 다음, 용해조에 투입될 수 있다. 폐전선을 용해조에 투입 시, 위와 같은 절단, 분쇄 및/또는 압착한 후에 투입하는 경우, 유기 용제와의 접촉 면적이 넓어져 용해성이 향상될 수 있다. Waste wire and organic solvent are put into the dissolution tank to dissolve the outer skin. By this dissolution, the sheath (covering material) constituting the waste wire is separated. That is, the coating mixture containing the resin of the waste wire and the first flame retardant is separated by dissolution. At this time, the waste wire can be cut into a predetermined size, and / or pulverized to a size of about 20 탆 to 5 mm, and then put into a dissolution tank. Further, the cut and / or pulverized waste wires can be squeezed through the pressure roller and then put into the dissolution tank. When the waste wire is put into a dissolving tank, the contact area with the organic solvent is enlarged and the solubility can be improved when the waste wire is put into the dissolution tank after cutting, grinding and / or squeezing as described above.
또한, 상기 용해는 상온에서 진행하거나 열을 가하면서 진행할 수 있다. 구체적으로, 용해조에 폐전선과 유기 용제를 투입한 후, 상온에서 용해시키거나, 용해조 내에 열을 가하면서 용해시킬 수 있다. 본 발명에서, 상온은 계절에 따라 다를 수 있지만, 이는 예를 들어 -5℃ 내지 30℃의 범위가 될 수 있다. 그리고 열을 가하면서 용해시키는 경우에는, 예를 들어 유기 용제의 온도를 25℃ 내지 150℃로 유지하면서 용해시킬 수 있다. 이때, 온도가 25℃ 미만이면, 열을 가함에 따른 용해 개선 효과가 미미할 수 있다. 그리고 온도가 150℃를 초과하는 경우, 예를 들어 유기 용제의 휘발량이 많아질 수 있다. 열을 가하는 방법은, 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 용해조의 내부 벽면 및/또는 외부 벽면에 히팅 코일(heating coil) 등의 열 공급수단을 설치하여 열을 가할 수 있다. In addition, the dissolution may proceed at room temperature or while heating. Specifically, the waste wire and the organic solvent may be put into a dissolution tank and then dissolved at room temperature, or dissolved in the dissolution tank while being heated. In the present invention, the room temperature may vary depending on the season, but it may range, for example, from -5 ° C to 30 ° C. In the case of dissolving while heating, for example, the organic solvent can be dissolved while maintaining the temperature at 25 to 150 ° C. At this time, if the temperature is less than 25 占 폚, the effect of improving the dissolution depending on the application of heat may be insignificant. If the temperature exceeds 150 ° C, for example, the volatilization amount of the organic solvent may become large. The method of applying heat is not particularly limited, and for example, heat can be applied to the inner wall surface and / or the outer wall surface of the melting tank by providing a heat supply means such as a heating coil.
본 발명에서, 상기 유기 용제는 폐전선의 외피를 구성하는 수지(예를 들어, PVC 등)를 용해시킬 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 상기 유기 용제는, 예를 들어 탄화수소계 유기 용제로부터 선택될 수 있다. 상기 유기 용제는 외피를 구성하는 수지의 종류에 따라 다를 수 있지만, 이는 구체적인 예를 들어 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 및 부틸메틸케톤(BMK) 등의 케톤류; 테트라하이드로푸란(THF ; Tetrahydrofuran) 등의 에테르류; 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알콜류; 및/또는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 등의 방향족류 등으로부터 선택된 탄소수소계 유기 용제가 사용될 수 있다. In the present invention, the organic solvent is not limited as long as it can dissolve the resin (e.g., PVC, etc.) constituting the envelope of the waste wire. The organic solvent may be selected from, for example, a hydrocarbon-based organic solvent. The organic solvent may vary depending on the kind of the resin constituting the shell, but it may be a mixture of acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK) Ketones such as butyl methyl ketone (BMK); Ethers such as tetrahydrofuran (THF); Alcohols such as methanol, ethanol and butanol; And / or aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, and the like can be used.
상기 유기 용제는, 바람직하게는 폐전선을 구성하는 수지(예, PVC 등)보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성의 유기 용제로부터 선택되는 것이 좋다. 상기 유기 용제는, 예를 들어 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 및 부틸메틸케톤(BMK) 등으로부터 선택된 하나 이상의 케톤류를 사용하는 것이 좋다. 본 발명에 따르면, 상기 유기 용제로서 폐전선을 구성하는 수지보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성인 것(예를 들어, 케톤류)를 사용하는 경우, 추후에 수지(예, PVC)와 제1난연제의 분리, 및/또는 유기 용제의 분리, 회수가 용이한 장점이 있으며, 이에 대해서는 후술한다. The organic solvent is preferably selected from water-soluble organic solvents having a higher solubility in water than resins (e.g., PVC, etc.) constituting the waste wires. The organic solvent may be at least one ketone selected from, for example, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK) and butyl methyl ketone It is good to do. According to the present invention, when the organic solvent is water-soluble (e.g., ketone) having a higher solubility in water than the resin constituting the waste wire, it is preferable to use a resin (e.g., PVC) and a first flame retardant Separation, and / or separation and recovery of the organic solvent are easy, and will be described later.
또한, 위와 같이 유기 용제로서 폐전선을 구성하는 수지(예, PVC 등)보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성을 사용하되, 유기 용제의 종류에 따라 예를 들어 55℃ ~ 130℃의 온도로 가열하여 용해시키는 것이 좋다. 바람직하게는, 유기 용제의 비점 정도(비점의 ± 5℃)에서 가열하여 용해시키는 것이 좋다. 구체적으로, 유기 용제의 비점이 Tb℃라고 할 때, Tb℃ ± 5℃로 가열하여 용해시키는 것이 좋다. 이와 같은 온도에서 가열하는 경우, 높은 용해성과 함께 낮은 휘발량을 가질 수 있다. In addition, the water-soluble organic solvent having higher solubility in water than the resin constituting the waste wire (for example, PVC, etc.) is used. However, depending on the type of the organic solvent, the organic solvent may be heated to a temperature of 55 to 130 ° C It is good to dissolve. Preferably, the organic solvent is dissolved by heating at the boiling point (± 5 ° C of boiling point) of the organic solvent. Specifically, when the boiling point of the organic solvent is T b 캜, it is preferable to heat and dissolve the organic solvent at T b 캜 5 캜. When heated at such a temperature, it is possible to have a low volatilization amount with high solubility.
위와 같은 용해 공정을 통하여, 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 포함하는 피복 혼합물을 분리한다. 이때, 상기 피복 혼합물은 용해조의 하단으로 배출시켜 분리, 회수할 수 있다. 그리고 용해조 내에 잔류한 금속선은 별도로 꺼내어 회수할 수 있다. 또한, 본 용해 공정을 통해 분리된 상기 피복 혼합물은 수지, 제1난연제 및 유기 용제를 포함하는 액상 또는 겔상일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 피복 혼합물은 수지(예, PVC), 제1난연제 및 유기 용제를 0.5 ~ 40 : 0.1 ~ 30 : 10 ~ 150의 중량비로 포함할 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 수지(예, PVC), 제1난연제 및 유기 용제를 5 ~ 30 : 0.5 ~ 20 : 30 ~ 120의 중량비로 포함할 수 있다.
Through the dissolving process as described above, the coating mixture containing the resin and the first flame retardant is separated from the waste wire. At this time, the coating mixture may be discharged to the lower end of the dissolution tank to be separated and recovered. The metal wire remaining in the melting tank can be taken out separately and recovered. Further, the coating mixture separated through the present dissolution step may be a liquid or gel phase including a resin, a first flame retardant, and an organic solvent. In one example, the coating mixture may comprise a resin (e.g., PVC), a first flame retardant, and an organic solvent in a weight ratio of 0.5: 40: 0.1-30: 10-150, more specifically, , PVC), a first flame retardant, and an organic solvent in a weight ratio of 5 to 30: 0.5 to 20: 30 to 120.
[2] 침전 분리 공정[2] Precipitation separation process
다음으로, 상기 피복 혼합물로부터 제1난연제를 분리한다. 즉, 수지와 제1난연제의 혼합물로부터 수지와 제1난연제를 각각 분리한다. 폐전선을 구성하는 수지를 분리하지 않고, 이를 본 발명에 따른 발포 입자의 재료로 사용하는 경우를 고려해 볼 수 있지만, 이 경우 독성 가스를 배출할 수 있다. 구체적으로, 폐전선의 대부분은 외피를 구성하는 수지가 폴리염화비닐(PVC)을 포함하고 있는데, 이러한 폴리염화비닐(PVC)는 연소 시 다이옥신 등의 독성 가스를 배출할 수 있다. 이에, 상기 피복 혼합물로부터 수지(예, PVC)와 제1난연제를 각각 분리하고, 분리된 제1난연제는 본 발명에 따른 발포 입자의 난연성을 위해 사용한다. 그리고 분리된 수지(예, PVC)는 별도의 용도로 재사용할 수 있다. Next, the first flame retardant is separated from the coating mixture. That is, the resin and the first flame retardant are separated from the mixture of the resin and the first flame retardant. The case where the resin constituting the waste wire is not separated and used as the material of the expanded particles according to the present invention may be considered, but in this case, the toxic gas can be discharged. Specifically, most of the waste wires contain polyvinyl chloride (PVC) as a resin constituting the shell, and such polyvinyl chloride (PVC) can discharge toxic gases such as dioxin when burned. Thus, the resin (e.g., PVC) and the first flame retardant are separated from the coating mixture, respectively, and the separated first flame retardant is used for the flame retardancy of the expanded particles according to the present invention. And the separated resin (eg, PVC) can be reused as a separate use.
이때, 상기 피복 혼합물로부터 제1난연제의 분리는 비중 차이를 통한 침전을 이용하여 분리한다. 예를 들어, 상기 용해조 내에서 피복 혼합물을 소정 시간 동안 방치하여, 비중이 큰 제1난연제(무기물 입자)가 용해조 하단으로 침전되게 하여, 상기 피복 혼합물로부터 제1난연제를 분리, 회수한다. 이때, 회수된 제1난연제에는 소량의 용제가 잔존할 수 있는데, 이는 경우에 따라서 가열 등을 통한 휘발 및/또는 건조 등을 통해 완전히 제거하여 순수한 제1난연제만을 회수할 수 있다. At this time, the separation of the first flame retardant from the coating mixture is carried out by precipitation through the difference in specific gravity. For example, the coating mixture is allowed to stand in the dissolution tank for a predetermined time to allow the first flame retardant (inorganic particles) having a large specific gravity to precipitate to the lower end of the dissolution tank, thereby separating and recovering the first flame retardant from the coating mixture. At this time, a small amount of solvent may remain in the recovered first flame retardant, which may be completely removed through volatilization and / or drying, etc., by heating or the like to recover only the pure first flame retardant.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 피복 혼합물에 물을 더 가한 후에 제1난연제를 분리하는 것이 좋다. 구체적으로, 본 침전 분리 공정은 상기 피복 혼합물에 물을 더 가하여, 수지는 상층으로 부상되게 하고, 제1난연제는 침전되게 하는 제1공정; 및 상기 피복 혼합물로부터 수지와; 유기 용제 및 물을 포함하는 혼합 용액과; 제1난연제를 각각 분리하는 제2공정을 포함하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable to separate the first flame retardant after further adding water to the coating mixture. Specifically, in the present precipitation separation step, water is further added to the coating mixture so that the resin floats up to the upper layer, and the first flame retardant is allowed to settle; And a resin from the coating mixture; A mixed solution containing an organic solvent and water; And a second step of separating the first flame retardant from each other.
상기한 바와 같이, 상기 용해 공정에서 얻어진 피복 혼합물은 유기 용제 및 수지를 포함하는 수지 용액(유기 용제에 수지가 용해된 액상 또는 겔상)을 포함하되, 이 용액의 하단에는 제1난연제(무기물 입자)가 침전되어 있다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기와 같이 피복 혼합물에 물을 가하게 되면, 물에 대한 용해도가 낮은 수지(예, PVC)는 회합(응집)되어 고상으로 변하게 된다. As described above, the coating mixture obtained in the dissolution step contains a resin solution (a liquid or a gel phase in which the resin is dissolved in an organic solvent) containing an organic solvent and a resin, and a first flame retardant (inorganic particle) Is precipitated. At this time, according to a preferred embodiment of the present invention, when water is added to the coating mixture as described above, a resin (e.g., PVC) having a low solubility in water is aggregated and changed into a solid phase.
구체적으로, 상기 유기 용제로서 폐전선을 구성하는 수지보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성인 것을 사용하고, 이를 포함하는 상기 피복 혼합물에 물을 가하게 되면, 유기 용제에 대한 용해도가 물의 첨가로 인하여 희석되어 수지의 용해도가 감소한다. 이때, 수지는 회합(응집)되어 고상으로 변하게 된다. 그리고 상기 고상으로 변한 수지는 비중이 낮아 상층으로 부상된다. 따라서 상기 피복 혼합물에 물을 가하는 경우, 수지는 회합(응집)되어 고상으로 변하게 되고, 비중 차이에 의해 수지는 상층으로 부상되며, 비중이 큰 제1난연제(무기물 입자)는 아래로 침전된다. 이와 같이, 상층으로 부상된 수지는 여과 등을 통해 쉽게 분리, 회수할 수 있다. Specifically, when water is added to the coating mixture containing water which is more soluble in water than the resin constituting the waste wire as the organic solvent, the solubility in the organic solvent is diluted due to the addition of water The solubility of the resin decreases. At this time, the resin is aggregated and becomes a solid phase. The solidified resin has a low specific gravity and floats on the upper layer. Therefore, when water is added to the coating mixture, the resin coalesces to become a solid phase, and the resin is floated up to the upper layer due to the difference in specific gravity, and the first flame retardant (inorganic particles) having a large specific gravity is precipitated downward. As described above, the resin floated on the upper layer can be easily separated and recovered through filtration or the like.
또한, 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 상기 침전 분리 공정은 콘(corn) 형태의 분리조에서 구현될 수 있다. 구체적으로, 하부가 콘(corn) 형태로 테이퍼(taper)진 분리조가 이용될 수 있다. 이때, 콘(corn)의 말단은 고상의 수지가 걸러질 수 있는 직경을 갖는다. 또한, 상기 분리조의 하측에는 필터(거름망)이 설치될 수 있다. 이와 같은 분리조로 피복 혼합물을 투입하게 되면, 분리조의 하부로 용액(유기 용제 + 물)과 침전된 제1난연제를 동시에 배출시켜, 침전된 제1난연제는 필터(거름망)를 통해 여과하여 회수한다. 그리고 고상의 수지는 분리조의 콘(corn) 말단에 걸리어 분리조 내에 남아 있으므로 회수가 용이하다. Further, according to an exemplary embodiment of the present invention, the precipitation separation process can be implemented in a corn-type separation tank. Specifically, a tapered separator in the form of a corn may be used. At this time, the end of the corn has a diameter capable of filtering the solid phase resin. Further, a filter (filter net) may be installed on the lower side of the separation tank. When the coating mixture is introduced into the separating tank, the solution (organic solvent + water) and the precipitated first flame retardant are simultaneously discharged to the bottom of the separator, and the precipitated first flame retardant is recovered by filtration through a filter. The resin in the solid phase is trapped in the separating tank at the corn end, and is easily recovered.
위와 같이 분리, 회수된 제1난연제는, 예를 들어 분쇄를 통하여 0.1㎛ 내지 200㎛의 평균 크기를 갖도록 한 다음, 하기 (S1-3)단계에서 사용될 수 있다. 이때, 제1난연제의 크기가 상기 범위를 벗어나 너무 작거나 큰 경우 분산성, 코팅성 및 난연성 등에서 바람직하지 않을 수 있다. The first flame retardant separated and recovered as described above may be used in the following step (S1-3) after having the average size of 0.1 to 200 mu m through, for example, pulverization. At this time, if the size of the first flame retardant is out of the above range and is too small or large, it may not be preferable in terms of dispersibility, coating property and flame retardancy.
따라서 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 용해를 통해 분리하고, 이후 수지와 제1난연제를 침전 분리를 통해 각각 분리함에 있어서, 상기 피복 혼합물에 물을 더 가하여 분리하는 경우, 수지의 분리, 회수는 물론 유기 용제의 분리, 회수가 매우 용이하고 경제적이다. 구체적으로, 상기 피복 혼합물로부터 수지를 분리함에 있어 분별 증류 등의 방법을 이용하지 않고도, 비용 및 공정상에서 유리한 회합(응집) 및 여과 등의 방법으로 용이하게 수지를 분리, 회수할 수 있다. Accordingly, in the case of separating the resin and the first flame retardant from the waste wire through dissolution, and then separating the resin and the first flame retardant through precipitation separation, when water is further added to the coating mixture to separate the resin, Of course, it is very easy and economical to separate and recover the organic solvent. Specifically, in separating the resin from the coating mixture, the resin can be easily separated and recovered by a method such as coagulation and filtration which is advantageous in terms of cost and process without using fractional distillation or the like.
또한, 본 발명은 상기 혼합 용액으로부터 유기 용제를 분리하는 공정을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 침전 분리 공정은 상기와 같이 피복 혼합물에 물을 가한 다음(제1공정), 상층으로 부상된 수지와, 유기 용제 및 물을 포함하는 혼합 용액과, 아래로 침전된 제1난연제를 각각 분리하여 회수(제2공정)하는데, 이때 상기 제2공정에서 분리, 회수된 유기 용제 및 물을 포함하는 혼합 용액으로부터 유기 용제를 별도로 분리, 회수할 수 있다. 상기 유기 용제는, 예를 들어 분별 증류 등을 통해 분리, 회수할 수 있다. 그리고 상기 회수된 유기 용제는 용해 공정에서 재사용될 수 있다. In addition, the present invention may further include a step of separating the organic solvent from the mixed solution. Specifically, in this precipitation separation step, water is added to the coating mixture as described above (first step), and then a mixture solution containing the resin floating as an upper layer, an organic solvent and water, and a first flame retardant The organic solvent can be separated and recovered separately from the mixed solution containing the organic solvent and water separated and recovered in the second step. The organic solvent can be separated and recovered, for example, by fractional distillation. And the recovered organic solvent can be reused in the dissolving process.
한편, 분별 증류를 이용함에 있어서, 수지와 유기 용제의 분리보다는 물과 유기 용제를 분리하는 것이 공정이 간편하고 빠르며, 열에너지 사용 등에 따른 비용 면 등에서 유리하다. 그리고 유기 용제의 회수율이 높다. 따라서 상기 용해 공정에서 얻어진 피복 혼합물에 물을 가하는 경우, 물을 가하지 않은 경우보다 효율적인 분리 및 경제성 등이 도모된다. On the other hand, in the case of using fractional distillation, it is advantageous in that the separation of water and organic solvent is simpler and faster than the separation of resin and organic solvent, and the cost due to the use of thermal energy. And the recovery rate of the organic solvent is high. Therefore, when water is added to the coating mixture obtained in the above-mentioned dissolution step, separation and economical efficiency can be achieved more efficiently than when water is not added.
또한, 상기 피복 혼합물에 물을 가함에 있어서, 상기 수지 100중량부에 대하여 20 내지 85중량부의 물을 가할 수 있다. 이때, 수지에 대한 물의 함량이 20중량부 미만인 경우, 회합(응집)되지 않은 수지가 남아 있을 수 있으며, 물의 함량이 85중량부를 초과하는 경우 과잉 사용에 따른 상승 작용이 그다지 크지 않다. 이러한 점을 고려할 때, 수지 100중량부에 대하여 50 내지 85중량부의 물을 가하는 것이 바람직하다. 이때, 50중량부 이상의 물을 가하는 경우, 예를 들어 95% 이상의 수지 회수율을 도모할 수 있다.
In addition, when water is added to the coating mixture, 20 to 85 parts by weight of water may be added to 100 parts by weight of the resin. If the content of water to the resin is less than 20 parts by weight, unreacted resin may remain. If the content of water exceeds 85 parts by weight, the synergistic effect upon excessive use is not so large. Considering this point, it is preferable to add 50 to 85 parts by weight of water to 100 parts by weight of the resin. At this time, when 50 parts by weight or more of water is added, for example, a resin recovery rate of 95% or more can be achieved.
(S1-2)단계 : 폴리스티렌계 발포 입자 제조(S1-2) Step: Production of polystyrene-based expanded particles
본 (S1-2)단계는 스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물(폴리스티렌계 조성물)로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 스티렌계 중합체는 앞서 예시한 바와 같다. 상기 혼합물(폴리스티렌계 조성물)은 통상과 같이 조성되되, 이는 본 발명에서 특정하는 제2난연제를 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않는다.The step (S1-2) is not particularly limited as long as it can obtain polystyrene-based expanded particles from a mixture (polystyrene-based composition) containing a styrene polymer and a second flame retardant. The styrene type polymer is as described above. The mixture (polystyrene composition) is prepared as usual, but is not particularly limited as long as it contains the second flame retardant specified in the present invention.
상기 혼합물(폴리스티렌계 조성물)은 스티렌계 중합체를 주성분으로 하되, 통상적으로 사용되는 발포제(예, 펜탄 등) 및 분산제(예, 트리칼슘 포스페이트 등) 등을 포함할 수 있다. 그리고 상기 혼합물은 본 발명에서 특정하는 제2난연제를 더 포함한다. 또한, 상기 혼합물은 첨가제로서 기포 조절제 및/또는 발포력 개선제 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상과 같은 방법으로 진행될 수 있다. The above mixture (polystyrene-based composition) may contain a commonly used foaming agent (e.g., pentane) and a dispersant (e.g., tricalcium phosphate) and the like, while using a styrene polymer as a main component. And the mixture further comprises a second flame retardant specified in the present invention. Further, the mixture may further contain, as an additive, a bubble controlling agent and / or a foaming power modifier and the like. The method for producing the polystyrene-based expanded particles from such a mixture is not particularly limited, and can be carried out in the same manner as usual.
상기 제2난연제는 앞서 설명한 바와 같이 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제2난연제는, 예를 들어 제올라이트 폐촉매로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, 제올라이트 폐촉매는 화학공업 등의 산업 상에서 그 사용을 다하고 폐기된 제올라이트계 촉매로서, 이는 제올라이트(zeolite)를 베이스 조성으로 하되, 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것이면 특별히 제한되지 않는다. The second flame retardant is not particularly limited as long as it contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S) as described above. The second flame retardant may be selected, for example, from a zeolite spent catalyst. In the present invention, the zeolite spent catalyst is a zeolite-based catalyst that has been used in an industrial industry such as chemical industry and has been discarded. This zeolite catalyst is composed of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) Is not particularly limited.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 제올라이트 폐촉매는 열분해 공정(cracking process) 등에서 사용된 FCC 폐촉매로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, FCC 폐촉매는 유동층 분해 공정(FCC ; Fluidized catalytic cracking)에서 그 사용을 다하고 폐기된 촉매로서, 이는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것이면 제한되지 않는다. 일반적으로, 석유의 정유 공정이나 가스의 분해 공정 등과 같은 대부분의 열분해 공정(cracking process)에서는 분해 촉매로서 FCC 촉매가 사용된다. FCC 촉매는 다공성으로서, 이는 수산화알루미늄(Al(OH)3)을 함유한 제올라이트계 다공질체가 대표적이다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the zeolite spent catalyst may be selected from the FCC spent catalyst used in a cracking process or the like. In the present invention, the FCC spent catalyst is not limited as long as it is a spent catalyst that has been used in Fluidized Catalytic Cracking (FCC) and contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S) . Generally, FCC catalysts are used as cracking catalysts in most cracking processes, such as petroleum refining processes and gas cracking processes. The FCC catalyst is porous, which is representative of a zeolitic porous body containing aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ).
본 발명에서, FCC 폐촉매는 석유의 정유 공정 등의 열분해 공정에서 그 사용을 다하고 폐기되는 폐촉매로서, 이는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 것으로부터 선택된다. 이때, 수산화알루미늄(Al(OH)3)은 FCC 촉매의 자체 원료로부터 유래된 성분이며, 황(S)은 별도로 도입된다. 황(S)은, 예를 들어 흡착을 통해 FCC 촉매에 인위적으로 도입될 수 있다. 하나의 구현예에 따라서, 상기 FCC 폐촉매는 석유의 열분해 공정(정유 공정)에서 그 사용을 다하고 폐기된 제올라이트계 FCC 폐촉매일 수 있다. 이때, 석유의 정유 공정에서는 열분해 시 원유로부터 황 성분이 발생되며, 이러한 황 성분은 FCC 촉매에 흡착된다. 따라서, 석유의 열분해 공정에서 폐기된 FCC 폐촉매는 자체 원료로부터 유래된 수산화알루미늄(Al(OH)3)과, 열분해 공정에서 흡착된 황(S)을 함유하여, 본 발명에 유용하게 사용될 수 있다. In the present invention, the waste catalyst of the FCC is a waste catalyst which is used and discarded in a pyrolysis process such as a petroleum refining process, which is selected from those containing aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S). At this time, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) is a component derived from the raw material of the FCC catalyst, and sulfur (S) is introduced separately. Sulfur (S) can be introduced artificially into the FCC catalyst, for example through adsorption. According to one embodiment, the FCC spent catalyst may be a spent zeolite-based FCC spent catalyst that has been used up in a pyrolysis process (refinery process) of petroleum. At this time, in the petroleum refining process, sulfur component is generated from the crude oil during pyrolysis, and this sulfur component is adsorbed on the FCC catalyst. Therefore, the FCC waste catalyst discarded in the pyrolysis process of petroleum contains aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) derived from a raw material thereof and sulfur (S) adsorbed in a pyrolysis process and can be usefully used in the present invention .
또한, 상기 제2난연제로서 석유의 열분해 공정에서 폐기된 FCC 폐촉매를 사용하는 경우, 이는 세척 용제를 통해 세척한 후에 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 중질유를 경질유로 열분해하는 공정에서 사용된 FCC 폐촉매에는 중질유나 경질유 등의 유분이 잔존할 수 있으며, 이러한 유분은 난연성에 악영향을 끼칠 수 있다. 이에 따라, 유분은 세척을 통해 제거되는 것이 좋다. 본 발명에서, 상기 세척은 FCC 폐촉에 잔존하는 유분(예, 중질유나 경질유 등)을 제거할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 세척 용제를 통한 세척 공정으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 세척 용제는 유기 용제로서, 이는 유분(예, 중질유나 경질유 등)을 세척할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 탄소수 6개 이상의 알칸계 탄화수소 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 세척 용제는, 구체적인 예를 들어 n-헥산 및/또는 n-헵탄 등의 알칸계 탄화수소를 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. Further, in the case of using the FCC waste catalyst that is discarded in the pyrolysis process of petroleum as the second flame retardant, it is preferable to use it after cleaning through a cleaning solvent. For example, oil fractions such as heavy oil and light oil may remain in the FCC waste catalyst used in the process of pyrolyzing heavy oil with light oil, and such oil may adversely affect flame retardancy. Accordingly, it is preferable that the oil is removed by washing. In the present invention, the washing is not particularly limited as long as it can remove the oil (for example, heavy oil or light oil) remaining in the FCC closure, and this can be selected, for example, from a washing process with a washing solvent. At this time, the cleaning solvent is not particularly limited as long as it is capable of washing oil (for example, heavy oil or light oil), and may be selected from alkane hydrocarbons having 6 or more carbon atoms, for example. Specific examples of the cleaning solvent include, but are not limited to, alkane hydrocarbons such as n-hexane and / or n-heptane.
위와 같은 제2난연제를 혼합 및 분산시켜 본 발명에 따른 발포 입자의 제조를 위한 발포성 혼합물(폴리스티렌계 조성물)을 얻는다. The above-mentioned second flame retardant is mixed and dispersed to obtain a foamable mixture (polystyrene-based composition) for the production of expanded particles according to the present invention.
또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 제2난연제(예, 제올라이트 폐촉매)는 볼밀 등을 통하여, 예를 들어 1 ~ 200 메쉬(mesh)의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 5 ~ 150 메쉬(mesh)의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. 이와 같은 크기로 분쇄하여 사용하는 경우, 발포성 혼합물(폴리스티렌계 조성물)에 균일하게 분산, 혼합될 수 있으며, 난연성의 개선에도 효과적일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second flame retardant (e.g., zeolite waste catalyst) may be pulverized through a ball mill or the like to a size of 1 to 200 mesh, For example, 5 to 150 mesh. In the case of pulverizing to such a size, it can be uniformly dispersed and mixed in a foamable mixture (polystyrene-based composition), and can also be effective in improving flame retardancy.
아울러, 상기 발포성 혼합물(폴리스티렌계 조성물)은 스티렌계 중합체와 제2난연제를 5 : 0.1 ~ 5의 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 제2난연제의 사용량이 상기 범위보다 작은 경우, 이의 사용에 따른 난연성 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우에는 최종 제품의 연성이나 취성 등에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 발포성 혼합물(폴리스티렌계 조성물)은 스티렌계 중합체와 제2난연제를 5 : 1 ~ 3의 중량비로 포함하는 것이 좋다. 즉, 본 발명에 따른 발포 입자는 스티렌계 중합체와 제2난연제(예, 제올라이트 폐촉매)를 5 : 1 ~ 3의 중량비로 포함하는 것이 좋다. In addition, the foamable mixture (polystyrene composition) may contain the styrene polymer and the second flame retardant in a weight ratio of 5: 0.1-5. If the amount of the second flame retardant is less than the above range, the effect of improving the flame retardancy may be insignificant depending on the use thereof. If the amount is larger than the above range, it may be undesirable in terms of ductility and brittleness of the final product. Considering this point, it is preferable that the foamable mixture (polystyrene composition) contains the styrene polymer and the second flame retardant in a weight ratio of 5: 1 to 3: That is, it is preferable that the expanded particles according to the present invention contain the styrene polymer and the second flame retardant (e.g., zeolite waste catalyst) at a weight ratio of 5: 1 to 3.
상기 발포성 혼합물(폴리스티렌계 조성물)은 비드 등의 입자 상으로 성형된 다음, 발포되거나, 입자 상으로 성형됨과 동시에 발포될 수 있다. 본 발명에서, 발포는 물리적 및/화학적 발포를 포함하며, 이는 예를 들어 통상과 같은 공정으로 진행될 수 있다. 예를 들어, 통상과 같이 고압/고온 조건에서, 화학 발포제(예, 펜탄 등)에 의해 가열 발포되거나 스팀에 의해 발포되어 적절한 발포 구조를 가지는 발포 입자로 제조될 수 있다.
The foamable mixture (polystyrene-based composition) may be molded into particles such as beads and then foamed or foamed while being molded into a particle shape. In the present invention, the foaming includes physical and / or chemical foaming, which can proceed, for example, to a process as usual. For example, it can be made into expanded particles having a proper foaming structure by heating foamed with a chemical foaming agent (e.g., pentane, etc.) or by steam at high pressure / high temperature conditions as usual.
(S1-3)단계 : 제1난연제의 코팅 (S1-3) Step: Coating of the first flame retardant
위와 같이 얻어진 발포 입자의 표면에 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 코팅한다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 분사 코팅 및/또는 함침 코팅 등의 방법으로부터 선택될 수 있다. 이때, 제1난연제는 유기 용제와 혼합되어 코팅될 수 있다. The surface of the thus obtained expanded particles is coated with the first flame retardant separated from the waste wire. The coating method is not particularly limited, but may be selected from, for example, spray coating and / or impregnation coating. At this time, the first flame retardant may be mixed with an organic solvent and coated.
상기 유기 용제는 상기 나열한 바와 같은 탄화수소계 유기 용제로부터 선택될 수 있다. 상기 유기 용제는, 구체적인 예를 들어 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 및 부틸메틸케톤(BMK) 등의 케톤류 ; 테트라하이드로푸란(THF ; Tetrahydrofuran) 등의 에테르류; 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알콜류; 및/또는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 등의 방향족류 등으로부터 선택된 탄소수소계 유기 용제가 사용될 수 있다. The organic solvent may be selected from the hydrocarbon-based organic solvents listed above. Specific examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK) and butyl methyl ketone (BMK); Ethers such as tetrahydrofuran (THF); Alcohols such as methanol, ethanol and butanol; And / or aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, and the like can be used.
또한, 상기 제1난연제의 코팅 시, 부착성의 개선을 위해, 유기 바인더가 더 사용될 수 있다. 구체적으로, 제1난연제, 유기 바인더 및 유기 용제를 포함하는 난연 코팅액을 제조한 다음, 이를 발포 입자의 표면에 코팅, 경화(건조)시켜 발포 입자의 표면에 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제가 코팅되게 할 수 있다. 이와 같이 유기 바인더를 더 혼합하여 사용하는 경우, 제1난연제의 부착성 개선은 물론, 발포 입자 간의 결합력(융착성) 개선에도 유리할 수 있다. Further, when the first flame retardant is coated, an organic binder may be further used to improve the adhesion. Specifically, a flame retardant coating liquid containing a first flame retardant, an organic binder and an organic solvent is prepared and coated on the surface of the expanded particles, followed by curing (drying) to form a first flame retardant Coating. When the organic binder is further mixed and used as described above, it may be advantageous not only to improve the adhesion of the first flame retardant but also to improve the bonding force (fusion-bonding property) between the expanded particles.
상기 유기 바인더는 접착성을 가지는 것이면 제한되지 않는다. 유기 바인더는, 예를 들어 스티렌계 중합체, 아크릴 수지, 폴리우레탄 및/또는 에폭시 수지 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 난연 코팅액은, 난연 코팅액 전체 중량 기준으로 제1난연제 5 내지 60중량% 및 유기 바인더 2 ~ 30중량%을 포함할 수 있으며, 잔량은 유기 용제로 구성될 수 있다.
The organic binder is not limited as long as it has adhesiveness. The organic binder may be selected from, for example, a styrene-based polymer, an acrylic resin, a polyurethane and / or an epoxy resin. The flame retardant coating liquid may contain 5 to 60% by weight of the first flame retardant and 2 to 30% by weight of the organic binder based on the total weight of the flame retardant coating liquid, and the remaining amount may be composed of an organic solvent.
이하에서는 본 발명의 제2실시 형태에 따른 발포 입자의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 제2실시 형태를 설명함에 있어, 상기 제1실시 형태의 제조방법과 동일하게 사용되는 용어는 동일한 기능을 나타내므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 구체적으로 설명되지 않는 부분이 있다면, 이는 상기 제1실시 형태를 설명한 바와 같다. 아울러, 경우에 따라서, 상기 제1실시 형태는 이하에서 설명되는 제2실시 형태의 구성을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1실시 형태에서 설명되지 않는 부분이 있다면, 이는 하기 제2실시 형태를 설명한 바와 같다.
Hereinafter, a method for producing expanded particles according to a second embodiment of the present invention will be described. In describing the second embodiment of the present invention, terms used in the same manner as the manufacturing method of the first embodiment have the same functions, and a detailed description thereof will be omitted. In addition, if there is a part which is not specifically described below, this is the same as the first embodiment. In addition, as occasion demands, the first embodiment may include the configuration of the second embodiment described below. That is, if there is a part which is not described in the first embodiment, it is as described in the second embodiment.
제2실시 형태Second Embodiment
본 발명의 제2실시 형태에 따른 발포 입자의 제조방법은, (S2-1) 폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계; (S2-2) 스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 단계; (S2-3) 제3난연제와 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 포함하는 난연 코팅액을 얻는 단계; 및 (S2-4) 상기 난연 코팅액을 상기 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함한다. 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
A method for producing expanded particles according to a second embodiment of the present invention comprises the steps of: (S2-1) separating a first flame retardant from a waste wire; (S2-2) obtaining polystyrene-based expanded particles from a mixture containing a styrene polymer and a second flame retardant; (S2-3) obtaining a flame retardant coating liquid comprising a third flame retardant and a first flame retardant separated from the waste wire; And (S2-4) coating the flame-retardant coating solution on the surface of the polystyrene-based expanded particles. Each step will be described as follows.
(S2-1)단계 : 폐전선으로부터 제1난연제의 분리(S2-1) Step: Separation of the first flame retardant from the waste wire
본 제2실시 형태의 (S2-1)단계는 폐전선으로부터 제1난연제의 분리하는 공정을 포함하면 특별히 제한되지 않는다. 본 (S2-1)단계는 상기 제1실시 형태의 (S1-1)단계를 설명한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
The step (S2-1) of the second embodiment is not particularly limited if it includes a step of separating the first flame retardant from the waste wire. The step S2-1 is the same as the step S1-1 of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
(S2-2)단계 : 폴리스티렌계 발포 입자 제조(S2-2) Step: Production of polystyrene-based expanded particles
본 제2실시 형태의 (S2-2)단계는 스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물(폴리스티렌계 조성물)로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 본 (S2-2)단계는 상기 제1실시 형태의 (S1-2)단계를 설명한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
The step (S2-2) of the second embodiment is not particularly limited as long as it can obtain polystyrene-based expanded particles from a mixture (polystyrene-based composition) comprising a styrene polymer and a second flame retardant. The step S2-2 is the same as the step S1-2 of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
(S2-3)단계 : 난연 코팅액의 제조(S2-3) Step: Preparation of flame retardant coating liquid
제3난연제와 제1난연제를 포함하는 난연 코팅액을 얻는다. 구체적으로, 상기 난연 코팅액은 본 발명에서 특정하는 제3난연제와 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 포함한다. 이때, 경우에 따라서, 상기 난연 코팅액은 유기 용제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연 코팅액은 제3난연제, 제1난연제 및 유기 용제를 포함할 수 있다. A flame retardant coating liquid containing the third flame retardant and the first flame retardant is obtained. Specifically, the flame retardant coating liquid includes a third flame retardant specified in the present invention and a first flame retardant separated from the waste wire. At this time, the flame retardant coating liquid may further include an organic solvent. Specifically, the flame retardant coating liquid may include a third flame retardant, a first flame retardant, and an organic solvent.
이때, 상기 유기 용제는 탄화수소계로서, 이는 상기 예시한 것들로부터 선택될 수 있다. 상기 유기 용제는, 예를 들어 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 및 부틸메틸케톤(BMK) 등의 케톤류 ; 테트라하이드로푸란(THF ; Tetrahydrofuran) 등의 에테르류; 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알콜류; 및/또는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 등의 방향족류 등으로부터 선택된 탄소수소계 유기 용제가 사용될 수 있다. At this time, the organic solvent is a hydrocarbon-based solvent, which can be selected from those exemplified above. The organic solvent includes, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK) and butyl methyl ketone (BMK); Ethers such as tetrahydrofuran (THF); Alcohols such as methanol, ethanol and butanol; And / or aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, and the like can be used.
본 발명에서, 상기 제3난연제는 유기물로서, 이는 분자 내에 하나 이상의 아세트기(CH3CO-)를 가지는 유기물로부터 선택된다. 본 발명에 따르면, 이러한 제3난연제(유기물)는 다른 유기물과 비교하여 난연성을 도모한다. 즉, 제3난연제의 아세트기(CH3CO-)는 불이 잘 붙지 않는 성질을 가지고 있다. 또한, 상기 제3난연제(유기물)는 발포 입자 간의 결합력(융착성)을 향상시킨다. 이에 따라, 아세트기(CH3CO-)를 가지는 제3난연제는 다른 유기 바인더보다 난연성에서 유리하며, 또한 발포 입자 간의 결합력(융착성)을 향상시키고, 인장강도 등의 기계적 물성을 개선한다. In the present invention, the third flame retardant is an organic material, which is selected from organic materials having at least one acetic group (CH 3 CO-) in the molecule. According to the present invention, such a third flame retardant (organic material) achieves flame retardancy in comparison with other organic materials. That is, the acetyl group (CH 3 CO-) of the third flame retardant has a property of not sticking to fire. Further, the third flame retardant (organic material) improves the bonding force (fusion property) between the expanded particles. Accordingly, the third flame retardant having an acetyl group (CH 3 CO-) is more advantageous in flame retardancy than other organic binders, and also improves the bonding force (fusion property) between expanded particles and improves mechanical properties such as tensile strength.
본 발명에서, 상기 제3난연제는 아세트기(CH3CO-)를 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제3난연제는, 바람직하게는 셀룰로오스 아세테이트 및 셀룰로오스 트리아세테이트 등으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있으며, 이들은 난연성과 함께 생분해성을 가져 친환경적인 측면에서도 바람직하다. In the present invention, the third flame retardant is not particularly limited as far as it has an acetic group (CH 3 CO-). The third flame retardant may be at least one selected from cellulose acetate and cellulose triacetate, and they are biodegradable in addition to flame retardance, which is preferable from the viewpoint of environmental friendliness.
상기 난연 코팅액은 위와 같은 제3난연제, 제1난연제 및 유기 용제를 포함하되, 난연 코팅액 전체 중량 기준으로 제3난연제 2 ~ 30중량% 및 제1난연제 5 내지 60중량%를 포함할 수 있다. 그리고 잔량은 유기 용제이다. 이때, 상기 제3난연제의 함량이 2중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 난연성 및 결합력(융착성) 등의 개선 효과가 미미할 수 있고, 30중량%를 초과하는 경우 상대적으로 제1난연제의 함량이 낮아져 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 상기 제1난연제의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 난연성 개선 효과가 미미할 수 있고, 60중량%를 초과하는 경우 분산성 및 코팅성 등에서 바람직하지 않을 수 있다. 상기 제1난연제는 폐전선으로부터 분리된 무기물 난연제로서, 이는 전술한 바와 같이 0.1㎛ 내지 200㎛의 평균 크기를 가질 수 있다. The flame retardant coating liquid may include the third flame retardant, the first flame retardant, and the organic solvent as described above, and may contain 2 to 30% by weight of the third flame retardant and 5 to 60% by weight of the first flame retardant based on the total weight of the flame retardant coating liquid. The remaining amount is organic solvent. If the content of the third flame retardant is less than 2% by weight, the effect of improving the flame retardancy and the bonding strength (fusion property) of the flame retardant may be insignificant. If the content of the third flame retardant is more than 30% Which may be undesirable. If the content of the first flame retardant is less than 5% by weight, the effect of improving the flame retardancy may be insignificant. When the content of the first flame retardant exceeds 60% by weight, the dispersibility and coating properties may be undesirable. The first flame retardant is an inorganic flame retardant separated from the waste wire, which may have an average size of 0.1 to 200 mu m as described above.
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 난연 코팅액은 가소제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연 코팅액은 제3난연제, 제1난연제, 가소제 및 유기 용제를 포함할 수 있다. 이러한 가소제의 첨가에 의해, 예를 들어 제품으로의 성형 시 성형성이 개선될 수 있으며, 또한 셀룰로오스 아세테이트 등과 같은 제3난연제의 유리전이 온도가 낮아져 저온(예를 들어, 130℃ ~ 150℃)에서도 발포 입자 간이 양호한 결합력(융착성)으로 접착(저온 접착)될 수 있다. According to a preferred embodiment, the flame retardant coating liquid may further include a plasticizer. Specifically, the flame retardant coating liquid may include a third flame retardant, a first flame retardant, a plasticizer, and an organic solvent. By the addition of such a plasticizer, for example, the moldability can be improved in molding into a product, and the glass transition temperature of the third flame retardant such as cellulose acetate is lowered, and even at a low temperature (for example, 130 ° C to 150 ° C) The foaming particles can be bonded (low temperature bonding) with a good bonding force (fusion bonding property).
상기 가소제는 제3난연제의 열가소성을 향상시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 가소제는, 예를 들어 프탈레이트계 화합물로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 디메틸프탈레이트(DMP ; Dimethyl phthalate), 디부탈프탈레이트(DBP ; Dibutyl phthalate) 및/또는 디옥틸프탈레이트(DOP ; Dioctyl phthalate) 등으로부터 선택될 수 있다. The plasticizer is not particularly limited as long as it can improve the thermoplasticity of the third flame retardant. The plasticizer may be selected from, for example, a phthalate-based compound, and specific examples thereof include dimethyl phthalate (DMP), dibutyl phthalate (DBP) and / or dioctyl phthalate (DOP) And the like.
또한, 상기 가소제는 난연 코팅액 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.5 ~ 10중량%로 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 난연 코팅액은 가소제를 더 포함하되, 난연 코팅액 전체 중량 기준으로 제3난연제 2 ~ 30중량%, 제1난연제 5 내지 60중량% 및 가소제 0.5 ~ 10중량%를 포함할 수 있다. 그리고 잔량은 유기 용제이다. 이때, 상기 가소제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우, 이의 첨가에 따른 성형성 및 저온 접착 특성 등의 개선 효과가 미미할 수 있다. 아울러, 가소제의 함량이 10중량%를 초과하여 과량 사용된 경우, 과량 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고, 경우에 따라서는 예를 들어 난연 코팅액의 유동성이 너무 높아져 코팅 작업성 및/또는 코팅량 등이 낮아질 수 있다.
The plasticizer may be contained in an amount of, for example, 0.5 to 10% by weight based on the total weight of the flame retardant coating liquid. In one example, the flame retardant coating solution further comprises a plasticizer, which may comprise from 2 to 30% by weight of the third flame retardant, from 5 to 60% by weight of the first flame retardant, and from 0.5 to 10% by weight of the plasticizer, based on the total weight of the flame retardant coating solution . The remaining amount is organic solvent. At this time, if the content of the plasticizer is less than 0.5% by weight, the effect of improving the moldability and the low-temperature bonding property upon addition thereof may be insignificant. When the plasticizer content is more than 10% by weight, the synergistic effect with excessive use is not so large. In some cases, for example, the flowability of the flame retardant coating liquid becomes too high and the coating workability and / And the like can be lowered.
(S2-4)단계 : 난연 코팅액의 코팅(S2-4) Step: coating of flame retardant coating liquid
상기 얻어진 난연 코팅액을 상기 (S2-2)단계에서 얻어진 발포 입자의 표면에 코팅한다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 분사 코팅 및/또는 함침 코팅 등의 방법으로부터 코팅할 수 있다. 그리고 코팅 후에는 건조(경화)될 수 있다. 건조는, 예를 들어 자연 건조, 열풍 건조, 적외선(IR) 건조 및/또는 자외선(UV) 건조 등으로부터 선택될 수 있다.
The obtained flame retarding coating liquid is coated on the surface of the expanded particles obtained in the step (S2-2). The coating method is not particularly limited. For example, by spray coating and / or impregnation coating. And can be dried (cured) after coating. The drying may be selected from, for example, natural drying, hot air drying, infrared (IR) drying and / or ultraviolet (UV) drying.
한편, 본 발명에 따른 성형체는 상기한 바와 같은 본 발명의 발포 입자를 포함하는 것이면 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 성형체는 상기한 바와 같은 본 발명의 발포 입자를 포함하는 것으로서, 예를 들어 판넬(panel) 형상이나 바(bar) 형상 등을 갖거나, 입체적 형상을 가질 수 있다. On the other hand, the molded article according to the present invention is not limited as long as it includes the expanded particles of the present invention as described above. The molded article according to the present invention includes the expanded particles of the present invention as described above, and may have, for example, a panel shape, a bar shape, or the like, or may have a three-dimensional shape.
하나의 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 성형체의 제조방법은 상기 본 발명의 발포 입자를 성형기에 투입한 다음, 스팀이나 열을 가하면서 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 성형기는 판넬(panel)이나 바(bar) 등의 형상을 갖도록 하기 위한 몰드(mold)를 포함할 수 있다. 이러한 성형에 의해, 발포 입자는 소정의 형상을 가지는 성형체로 성형되면서 스팀이나 열에 의해 발포가 진행될 수 있다. 이때, 성형 시의 스팀의 온도 및 압력 등의 조건은 통상과 같이 진행될 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing a molded article according to the present invention may include a step of putting the expanded particles of the present invention into a molding machine, and then molding the molded body while applying steam or heat. At this time, the molding machine may include a mold to have a shape such as a panel or a bar. By this molding, the expanded particles can be foamed by steam or heat while being molded into a molded body having a predetermined shape. At this time, conditions such as temperature and pressure of steam at the time of molding can be proceeded as usual.
바람직한 형태에 따라서, 본 발명에 따른 성형체의 제조방법은 상기 스팀이나 열을 가하기 전에 발포 입자에 유기 용제를 코팅하는 공정을 더 포함할 수 있다. 이러한 상기 유기 용제의 코팅 공정은 스팀이나 열을 가하기 이전에만 진행되는 것이면 좋으며, 이는 구체적으로 발포 입자를 성형기에 투입하기 이전에 진행하거나, 발포 입자를 성형기에 투입한 후에 진행될 수 있다. 이후, 스팀이나 열을 가하여 성형과 동시에 소정의 발포가 진행되도록 한다. 이때, 상기 발포 입자로는 전술한 바와 같은 제3난연제가 코팅된 것을 사용하며, 상기 유기 용제는 발포 입자를 구성하는 스티렌 중합체와 제3난연제 둘 모두를 용해시킬 수 있는 유기 용제로부터 선택된다. 이에 따르면, 제3난연제 간의 결합력은 물론, 제3난연제와 스티렌 중합체 간의 결합력이 향상되어 성형체의 물성이 효과적으로 개선된다. According to a preferred embodiment, the method for manufacturing a molded article according to the present invention may further include a step of coating an organic solvent on the expanded particles before applying the steam or heat. The coating process of the organic solvent may be performed only before the application of steam or heat. Specifically, the coating process may be carried out before the expanded particles are introduced into the molding machine or after the expanded particles are introduced into the molding machine. Thereafter, steam or heat is applied so that predetermined foaming proceeds simultaneously with molding. At this time, the above-mentioned foamed particles are coated with the third flame retardant, and the organic solvent is selected from organic solvents capable of dissolving both the styrene polymer and the third flame retardant constituting the expanded particles. According to this, not only the bonding strength between the third flame retardants, but also the bonding strength between the third flame retardant and the styrene polymer is improved and the physical properties of the molded article are effectively improved.
구체적으로, 상기 제3난연제로서 셀룰로오스 아세테이트를 사용한 경우를 예로 들면, 상기 발포 입자를 성형기에 투입하기 전에, 또는 상기 발포 입자를 성형기에 투입한 후, 상기 발포 입자에 유기 용제(스티렌 중합체와 셀룰로오스 아세테이트를 용해시킬 수 있는 유기 용제)를 코팅한 다음, 스팀이나 열을 가하게 되면, 발포 입자의 표면에서 스티렌 중합체와 셀룰로오스 아세테이트가 소정량 용해되면서 셀룰로오스 아세테이트 상호간이 용융 회합되고, 이와 함께 셀룰로오스 아세테이트와 스티렌 중합체 상호간에도 용융 회합된다. 이에 따라, 발포 입자 상호간은 물론, 발포 입자 본체와 표면을 구성하는 물질이 상호 침투(함침)되어 우수한 결합력을 가지며, 이는 결국 성형체의 기계적 물성 등을 개선한다. Specifically, in the case of using cellulose acetate as the third flame retardant, for example, before the expanded particles are put into a molding machine, or after the expanded particles are put into a molding machine, an organic solvent (a styrene polymer and cellulose acetate When steam or heat is applied, a predetermined amount of styrene polymer and cellulose acetate are melted on the surface of the expanded particles, and cellulose acetate is mutually molten, and cellulose acetate and styrene polymer And are also melt-bonded to each other. As a result, not only the foamed particles but also the foamed particle body and the material constituting the surface thereof are mutually penetrated (impregnated) and have an excellent bonding force, which improves the mechanical properties of the formed body.
상기 유기 용제는 스티렌 중합체와 제3난연제(셀룰로오스 아세테이트 등)를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 및/또는 부틸메틸케톤(BMK) 등의 케톤류; 및/또는 테트라하이드로푸란(THF ; Tetrahydrofuran) 등의 에테르류 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 유기 용제는, 예를 들어 분무 코팅 및/또는 함침 코팅 등의 방법으로 성형체에 코팅될 수 있으며, 열풍 건조나 자연 건조를 통해 건조될 수 있다. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the styrene polymer and the third flame retardant (e.g., cellulose acetate). Examples thereof include acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK) Ketones such as diisobutyl ketone (DIBK) and / or butyl methyl ketone (BMK); And / or ethers such as tetrahydrofuran (THF) and the like. Such an organic solvent may be coated on a molded article by, for example, spray coating and / or impregnation coating, and may be dried by hot air drying or natural drying.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 우수한 난연성과 함께 높은 경제성을 갖는다. 먼저, 폐전선으로부터 분리된 제1난연제(2등급 이상의 난연 효과)에 의해 우수한 난연성을 갖는다. According to the present invention described above, it has excellent flame retardancy and high economical efficiency. First, it has excellent flame retardancy by the first flame retardant (flame retarding effect of grade 2 or higher) separated from the waste wire.
또한, 제2난연제(예, 제올라이트 폐촉매 등)에 의해 난연성이 효과적으로 개선된다. 구체적으로, 화재 시에, 제2난연제에 함유된 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 수분(H2O)을 생성시켜 발화 및 열 발생을 억제한다. 보다 구체적으로, 화재가 발생되면, 제2난연제에 함유된 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 열분해되어 수분(H2O)을 생성[2Al(OH)3 + 가열 --> Al2O3 + 3H2O]시킨다. 이때, 상기 생성된 수분(H2O)은 발화를 억제시키고, 화재 발생 초기의 흡열을 유도하여 주위의 온도를 낮춰 화재의 퍼짐을 방지한다. 이와 함께, 제2난연제에 함유된 황(S)은 화재 발생 시 탈리되어, 주위의 산소나 수소 등과 같은 발화 제공 요소의 농도를 감소[S + O2 --> SOx]시켜 연소의 진행을 억제한다. 아울러, 황(S)은 화재 시에 발생된 연소 가스의 농도를 감소시켜 연기 발생을 억제시켜 우수한 방염성을 도모한다. In addition, the flame retardancy is effectively improved by the second flame retardant (e.g., zeolite spent catalyst, etc.). Specifically, in a fire, aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) contained in the second flame retardant generates moisture (H 2 O) to suppress ignition and heat generation. More specifically, when a fire occurs, and the second is the aluminum hydroxide (Al (OH) 3) contained in the flame retardant pyrolysis water (H 2 O) to produce [2Al (OH) 3 + heat -> Al 2 O 3 + 3H 2 O]. At this time, the generated moisture (H 2 O) suppresses ignition, induces an endotherm in the early stage of fire, and lowers the ambient temperature to prevent spread of fire. At the same time, the sulfur (S) contained in the second flame retardant is desorbed when a fire occurs, and the concentration of the ignition-providing element such as oxygen or hydrogen is reduced [S + O 2 -> SO x ] . In addition, sulfur (S) reduces the concentration of the combustion gas generated in the event of fire, thereby suppressing the generation of smoke, thereby achieving excellent flame retardancy.
아울러, 본 발명에 따르면, 제1난연제 및 제2난연제로서 폐전선과 폐촉매 등의 폐기물이 사용되어 높은 경제성을 갖는다. 또한, 제2난연제는 제올라이트 폐촉매 등의 무기물로부터 선택되어 기계적 강도 등을 개선한다. In addition, according to the present invention, wastes such as waste wires and waste catalysts are used as the first and second flame retardants, which is highly economical. Further, the second flame retardant is selected from an inorganic substance such as a zeolite waste catalyst to improve the mechanical strength and the like.
부가적으로, 본 발명에 따르면, 아세트기(CH3CO-)를 가지는 유기물로부터 선택된 제3난연제가 코팅된 경우, 난연성이 개선되면서 발포 입자 간의 결합력(융착성)이 향상된다. In addition, according to the present invention, when the third flame retardant selected from an organic substance having an acetyl group (CH 3 CO-) is coated, the flame retardancy is improved and the bonding force (fusion property) between the expanded particles is improved.
또한, 본 발명에 따르면, 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 각각 분리하는 분리 공정이 개선되어, 난연제는 물론 폐전선을 구성하는 수지를 효율적으로 재활용할 수 있는 효과를 갖는다. 특히, 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 각각 분리함에 있어서, 용해 공정에서는 폐전선을 구성하는 수지보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성의 유기 용제를 사용하고, 침전 분리 공정에서는 피복 혼합물(수지 + 제1난연제)에 물을 더 가하여 분리하게 되면, 수지는 회합(응집)되어 고상으로 변하여 상층으로 부상되고, 비중이 큰 제1난연제는 아래로 침전되어, 여과 등을 통해 수지와 제1난연제를 용이하게 각각 분리, 회수할 수 있다.
Further, according to the present invention, the separation step of separating the resin and the first flame retardant from the waste wire is improved, and the resin constituting the waste wire as well as the flame retardant can be efficiently recycled. Particularly, in separating the resin and the first flame retardant from the waste wire, a water-soluble organic solvent having a higher solubility in water than the resin constituting the waste wire is used in the dissolution step. In the precipitation separation step, 1 flame retardant) is separated and separated, the resin is coalesced to become a solid phase and floated to the upper layer. The first flame retardant having a large specific gravity is precipitated downward, and the resin and the first flame retardant , Respectively.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be exemplified. The following examples are provided to illustrate the present invention in order to facilitate understanding of the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto. In addition, the following comparative example is not meant to be a prior art, but is provided for comparison with an embodiment only.
[실시예 1][Example 1]
< 제1난연제의 분리 >≪ Separation of first flame retardant &
외피로서 PVC와 2급 난연제(인계 난연제)가 사용된 폐전선(가정용 TV 전선)을 준비하였다. 이후, 용해조에 폐전선을 약 5cm의 길이로 절단하여 투입한 다음, 유기 용제로서 수용성의 메틸에틸케톤(MEK)을 투입하였다. 그리고 용해조 내의 온도를 약 80℃로 유지시켜 1시간 동안 용해시켰다. 다음으로, 여과를 통해 구리선을 제거하고, 여액(피복 혼합물)을 회수하여 별도의 콘(corn) 형태의 분리조에 투입하였다. 이때, 상기 여액(피복 혼합물)은 PVC, 제1난연제(인계 난연제) 및 유기 용제(MEK)를 포함한다. A waste wire (home TV cable) using PVC and a secondary flame retardant (phosphorus flame retardant) was prepared. Thereafter, the waste wire was cut into a length of about 5 cm in the dissolution tank, and then water-soluble methyl ethyl ketone (MEK) was added as an organic solvent. The temperature in the melting bath was maintained at about 80 캜 and dissolved for 1 hour. Next, the copper wire was removed by filtration, and the filtrate (coating mixture) was recovered and put into a separating tank of a separate corn type. At this time, the filtrate (coating mixture) includes PVC, a first flame retardant (phosphorus flame retardant) and an organic solvent (MEK).
이후, 상기 분리조에 물을 가한 다음, 상온(약 15℃)에서 약 30분 동안 방치하였다. 물을 가한 후, 소정 시간 방치한 결과, 회합(응집)에 의해 PVC가 고형화되어 상층으로 부상됨을 알 수 있었다. 다음으로, 분리조의 하단으로 제1난연제, 유기 용제(MEK) 및 물을 포함하는 용액을 배출시킨 다음, 거름망을 통해 제1난연제를 분리, 회수하였다. 그리고 회수된 제1난연제를 건조시킨 다음, 볼밀을 이용하여 평균 크기 약 12㎛를 갖도록 분쇄하였다.
Thereafter, water was added to the separation vessel, and then left at room temperature (about 15 ° C) for about 30 minutes. After water was added, it was left to stand for a predetermined time. As a result, it was found that the PVC solidified by association (coagulation) and floated to the upper layer. Next, the solution containing the first flame retardant, the organic solvent (MEK) and water was discharged to the lower end of the separation tank, and then the first flame retardant was separated and recovered through the sieve. The recovered first flame retardant was dried and pulverized to have an average size of about 12 μm using a ball mill.
< 발포 입자 제조 > <Preparation of expanded particles>
반응기에 물과 분산제(트리칼슘 포스페이트)를 투입하여 교반시킨 다음, 폴리스티렌(PS)과 제2난연제를 혼합하였다. 이후, 통상적인 공정에 따라 약 125℃로 승온시키고, 발포제(펜탄)을 질소 압력으로 투입한 다음 소정 압력으로 유지시켜 비드(bead)의 발포 폴리스티렌(EPS) 입자를 제조하였다. Water and a dispersant (tricalcium phosphate) were added to the reactor and stirred, and then polystyrene (PS) and a second flame retardant were mixed. Thereafter, the foamed polystyrene (EPS) particles were prepared by raising the temperature to about 125 캜 according to a conventional process, introducing the foaming agent (pentane) under a nitrogen pressure, and maintaining the pressure at a predetermined pressure.
이때, 상기 제2난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)3)과 황(S)을 함유한 무기물로서, 중질유를 경질유로 열분해하는 공정에서 사용된 FCC 폐촉매(제올라이트 폐촉매)를 구입한 다음, 이를 n-헥산을 통해 수회 세척하고, 이후 볼밀 분쇄와 체(sieve) 거름을 통해 약 120 mesh의 평균 크기를 가지는 것을 사용하였다. 또한, 상기 반응기에는 폴리스티렌(PS)과 제2난연제가 5 : 1의 중량비가 되도록 사용되었다.
At this time, the second flame retardant is an inorganic material containing aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and sulfur (S), and after purchasing an FCC spent catalyst (zeolite spent catalyst) used in the process of pyrolyzing heavy oil with light oil, This was washed several times with n-hexane and then with an average size of about 120 mesh through ball milling and sieving. In addition, the reactor was used so that the weight ratio of polystyrene (PS) and the second flame retardant was 5: 1.
< 제1난연제의 코팅 > ≪ Coating of the First Flame Retardant &
상기 제1난연제를 메틸에틸케톤(MEK)에 분산시킨 난연 코팅액(제1난연제 25중량%)을 준비한 다음, 이를 상기 발포 폴리스티렌(EPS) 입자의 표면에 분사(spray) 코팅 및 건조시켰다. A flame retardant coating solution (25% by weight of a first flame retardant) prepared by dispersing the first flame retardant in methyl ethyl ketone (MEK) was prepared, spray coated on the surface of the expanded polystyrene (EPS) particles and dried.
< 성형 > <Molding>
다음으로, 상기 제1난연제가 코팅된 발포 폴리스티렌(EPS) 입자를 성형기에 투입하여 밀폐시킨 다음, 성형기에 고온의 스팀을 주입하면서 성형하여 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편(성형품)을 제조하였다.
Next, expanded polystyrene (EPS) particles coated with the first flame retardant were put into a molding machine to seal the mold, and then hot steam was injected into the molding machine to produce a panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen .
[실시예 2] [Example 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폐전선으로부터 제1난연제의 분리 시에 사용된 유기 용제와, 발포 폴리스티렌(EPS) 입자의 표면에 제1난연제의 코팅 시에 사용된 난연 코팅액을 달리한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. Except that the organic solvent used in the separation of the first flame retardant from the waste wire and the flame retardant coating liquid used in the coating of the first flame retardant on the surface of expanded polystyrene (EPS) particles .
구체적으로, 먼저 폐전선으로부터 제1난연제를 분리함에 있어서는 용해 시 유기 용제로서 수용성의 아세톤(Acetone)을 사용하고, 용해조 내의 온도를 약 60℃로 유지시켜 용해시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. Specifically, the first flame retardant was separated from the waste wire by dissolving acetone (Acetone) as an organic solvent at the time of dissolution and maintaining the temperature in the dissolution tank at about 60 ° C to dissolve the first flame retardant. .
또한, 발포 폴리스티렌(EPS) 입자의 표면에 제1난연제를 코팅함에 있어서는 제3난연제와 가소제를 더 혼합한 난연 코팅액을 사용하였다. 구체적으로, 제1난연제 25중량%, 제3난연제 5중량%, 가소제 2중량% 및 잔량의 메틸에틸케톤(MEK)을 포함하는 난연 코팅액을 준비한 다음, 이를 발포 폴리스티렌(EPS) 입자의 표면에 분사(spray) 코팅 및 건조시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편을 제조하였다. 이때, 상기 제3난연제로는 셀룰로오스 아세테이트를 사용하였으며, 상기 가소제로는 디메틸프탈레이트(DMP)를 사용하였다.
Further, in coating the first flame retardant on the surface of expanded polystyrene (EPS) particles, a flame retardant coating solution obtained by further mixing a third flame retardant and a plasticizer was used. Specifically, a flame retardant coating liquid containing 25% by weight of a first flame retardant, 5% by weight of a third flame retardant, 2% by weight of a plasticizer and a residual methyl ethyl ketone (MEK) was prepared and sprayed onto the surface of expanded polystyrene (EPS) specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin composition was spray-coated and dried to prepare a panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen. At this time, cellulose acetate was used as the third flame retardant, and dimethyl phthalate (DMP) was used as the plasticizer.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제2난연제로서 FCC 폐촉매 대신에 일반적인 제올라이트 촉매를 사용하였다. 구체적으로, 제2난연제로서 황(S)을 함유하지 않은 제올라이트 촉매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that a general zeolite catalyst was used instead of the FCC spent catalyst as the second flame retardant. Specifically, a panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a zeolite catalyst containing no sulfur (S) was used as the second flame retardant.
[비교예 2][Comparative Example 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제2난연제를 혼합하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편을 제조하였다.
A foamed polystyrene (EPS) specimen in the form of a panel was prepared in the same manner as in Example 1, except that the second flame retardant was not mixed.
[비교예 3][Comparative Example 3]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폐전선으로부터 분리한 제1난연제를 코팅하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편을 제조하였다.
A panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that the first flame retardant separated from the waste wire was not coated.
상기 각 실시예 및 비교예에 따른 EPS 시편(성형품)에 대하여, 다음과 같이 난연성 및 인장강도를 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.The EPS specimens (molded products) according to each of the Examples and Comparative Examples were evaluated for flame retardancy and tensile strength as follows. The results are shown in Table 1 below.
< 난연성 평가 > ≪ Evaluation of flame retardancy &
먼저, 밀폐 가능한 챔버(chamber) 내에 각 실시예 및 비교예에 따른 EPS 시편(성형품)을 넣고, 착화기(토치)를 통해 10초 동안 각 시편을 착화시킨 다음, 챔버 내의 이산화탄소(CO2) 농도, 압력 및 온도 변화(△T)를 측정하였다. 이때, 상기 온도 변화(△T)는 착화 후(10초 후)의 온도에서 착화 전(초기)의 온도를 뺀 값이다. 또한, 착화기(토치)의 제거 후, 불꽃 존재 시간을 측정하였다.
First, EPS specimens (molded products) according to each of the examples and comparative examples were placed in a sealable chamber, each specimen was ignited for 10 seconds through an igniter (torch), and then the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) , Pressure and temperature changes (ΔT) were measured. At this time, the temperature change? T is a value obtained by subtracting the temperature before ignition (initial) from the temperature after ignition (after 10 seconds). Further, after the igniter (torch) was removed, the flame existence time was measured.
< 인장강도 평가 > ≪ Evaluation of tensile strength &
EPS 시편(성형품)의 발포 입자간 결합력을 알아보기 위해, 각 EPS 시편(성형품)을 막대 모양으로 재단한 다음, 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도(N/cm2)를 측정하였다.
In order to investigate the bonding strength between foamed particles of EPS specimens (molded products), each EPS specimen (molded product) was cut into a rod shape and tensile strength (N / cm 2 ) was measured using a tensile strength tester.
(ppm)CO 2 concentration
(ppm)
(mmHg)Chamber pressure
(mmHg)
(△T)Temperature change
(? T)
(N/cm2)The tensile strength
(N / cm 2 )
Comparative Example 1
Comparative Example 2
Comparative Example 3
1. 실시예-비교예 1의 비교1. Example - Comparison of Comparative Example 1
비교예 1의 경우, 황(S)이 존재하지 않으므로 챔버 내에서 산소와 충분히 반응하여 실시예에 비하여 CO2 농도가 높게 평가됨. 또한, 챔버 내의 압력을 비교하였을 때, 비교예 1의 경우 연소 기체 생성량이 많아 압력이 높게 평가됨. 이는 비교예 1의 경우, 산소와 지속적인 연소 반응에 따른 전체 연소 기체 생성량이 증가한 것으로 사료됨. 그러나 실시예의 경우, 황(S)이 챔버 내의 산소와 반응하여 연소를 억제하여, CO2 농도와 전체 압력이 비교예 1보다 낮게 평가됨. 또한, 실시예의 경우, 불꽃이 착화기(토치)의 제거와 동시에 사라짐. 이는 제2난연제 내 황(S)의 존재가 연소 방지 및 방염에 효과적임을 의미함.
In the case of Comparative Example 1, since sulfur (S) is not present, the reaction is sufficiently carried out with oxygen in the chamber, and the CO 2 concentration is evaluated to be higher than that in the embodiment. Also, when the pressures in the chamber are compared, in Comparative Example 1, the amount of combustion gas is large and the pressure is evaluated to be high. It is considered that in the case of Comparative Example 1, the total combustion gas production amount due to the continuous combustion reaction with oxygen is increased. However, in the case of the embodiment, sulfur (S) reacts with oxygen in the chamber to suppress combustion, and the CO 2 concentration and total pressure are evaluated to be lower than Comparative Example 1. Also, in the case of the embodiment, the flame disappears simultaneously with the removal of the igniter (torch). This means that the presence of sulfur (S) in the second flame retardant is effective in preventing and preventing flame combustion.
2. 실시예-비교예 2의 비교 2. Comparison of Example-Comparative Example 2
비교예 2의 경우, 챔버 내 온도가 실시예보다 높은 결과를 나타냄. 이는 비교예 2(제2난연제를 사용하지 않음)는, 수산화알루미늄이 존재하지 않으므로 물의 생성량이 상대적으로 적기 때문(흡열이 적기 때문)인 것으로 사료됨. 또한, 비교예 2의 경우에도, 황이 존재하지 않으므로 CO2 농도와 압력이 실시예보다 높게 평가됨. 또한, 비교예 2의 경우에는 무기물인 제2난연제가 발포 입자 내부에 존재하지 않으므로 연소가 고분자 입자 사이에서 연속적으로 이루어져 불꽃 존재 시간이 매우 길어짐. In the case of Comparative Example 2, the temperature in the chamber is higher than in the Examples. It is considered that Comparative Example 2 (the second flame retardant is not used) is due to the relatively low amount of water produced (since there is little endotherm) since aluminum hydroxide is not present. Also in the case of Comparative Example 2, since sulfur is not present, the CO 2 concentration and the pressure are evaluated to be higher than in the Examples. In the case of Comparative Example 2, since the second flame retardant, which is an inorganic substance, is not present inside the expanded particles, the combustion takes place continuously between the polymer particles, and the flame existence time becomes very long.
따라서, 제2난연제로부터 유래된 수산화알루미늄 및 황의 존재가 방열 억제에 효과적임을 확인할 수 있으며, 이는 또한 연소시간을 단축시키는 효과가 있는 것으로 판단됨.
Therefore, it can be confirmed that the presence of aluminum hydroxide and sulfur derived from the second flame retardant is effective in suppressing heat radiation, which is also considered to have an effect of shortening the burning time.
3. 실시예-비교예 3의 비교3. Example - Comparison of Comparative Example 3
비교예 3은 폐전선으로부터 분리된 제1난연제의 존재에 따른 난연 효과를 비교하기 위한 것으로, 비교예 3은 발포 입자 표면에 제1난연제가 존재하지 않아 실시예보다 난연 효과가 약간 감소하는 것으로 평가됨.
Comparative Example 3 was to compare the flame retardancy effect according to the presence of the first flame retardant separated from the pulsed wire, and Comparative Example 3 evaluated that the flame retardancy effect was slightly decreased because the first flame retardant was not present on the surface of the expanded particle. .
4. 인장강도 비교 4. Comparison of tensile strength
EPS 시편(성형품)의 인장강도에 있어서, 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이 발포 입자 표면에 제3난연제(셀룰로오스 아세테이트)가 더 코팅된 경우(실시예 2)가 가장 우수하게 평가됨을 알 수 있음.
It can be seen that the tensile strength of the EPS specimen (molded article) is best evaluated when the surface of the expanded particle is further coated with the third flame retardant (cellulose acetate) (Example 2) as shown in Table 1 above .
이상의 실험예를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따라서 제1난연제 및 제2난연제가 모두 적용되는 경우 우수한 난연성을 가짐을 알 수 있다. 특히, 수산화알루미늄 및 황을 함유한 제2난연제를 사용하는 경우, 그러지 않은 경우보다 연소 방지 및 방염 등에 매우 효과적임을 알 수 있다. 또한, 제3난연제가 더 코팅된 경우, 난연성은 물론 성형품의 인장강도가 개선됨을 알 수 있다.
As can be seen from the above experimental examples, it can be seen that when both the first and second flame retardants are applied according to the present invention, they have excellent flame retardancy. Particularly, in the case of using the second flame retardant containing aluminum hydroxide and sulfur, it can be seen that it is more effective in preventing combustion and flame retarding than in the case of not using it. Further, when the third flame retardant is further coated, the flame retardancy and the tensile strength of the molded article are improved.
[실시예 3] [Example 3]
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편(성형품)의 성형 공정을 달리하였다. 구체적으로, 발포 폴리스티렌(EPS) 입자를 실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 다음, 성형기에 투입하는 과정에서 발포 폴리스티렌(EPS) 입자에 아세톤을 분무하였다. 이후, 약 30분 정도 방치한 다음, 스팀을 가하여, 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편(성형품)을 제조하였다. The molding process of the foamed polystyrene (EPS) specimen (molded product) in a panel shape was carried out in the same manner as in Example 2. Specifically, expanded polystyrene (EPS) particles were prepared in the same manner as in Example 2, and then acetone was sprayed onto the expanded polystyrene (EPS) particles during the process of charging into a molding machine. Thereafter, after standing for about 30 minutes, steam was added to prepare a panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen (molded product).
위와 같이 제조된 판넬 형상의 발포 폴리스티렌(EPS) 시편(성형품)에 대하여 상기와 동일한 방법으로 인장강도(N/cm2)를 측정하고, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 하기 [표 2]에 보인 바와 같이, 스팀을 가하기 전에 아세톤을 코팅한 경우(실시예 3)가 그렇지 않은 경우(실시예 2)보다 인장강도가 높게 평가됨을 알 수 있다.
The tensile strength (N / cm 2 ) of the panel-shaped expanded polystyrene (EPS) specimen (molded product) thus prepared was measured in the same manner as above, and the results are shown in Table 2 below. As shown in the following Table 2, it can be seen that the tensile strength is evaluated to be higher than that in the case of coating acetone before applying steam (Example 3) or when not applying it (Example 2).
Remarks
(N/cm2)The tensile strength
(N / cm 2 )
한편, 폐전선으로부터 수지와 제1난연제를 분리함에 있어서, 용해 후에 얻어진 피복 혼합물에 물을 가하여 진행하는 것이 바람직한데, 아래의 실시예들은 이를 보여준다.
On the other hand, in separating the resin and the first flame retardant from the waste wire, it is preferable that water is added to the coating mixture obtained after dissolution, and the following examples show this.
[실시예 4 내지 10][Examples 4 to 10]
물의 첨가에 따른 분리 효율을 알아보고자 다음과 같이 실험하였다. In order to investigate the separation efficiency by the addition of water, the following experiment was conducted.
폐전선의 외피 제조에 주로 사용되고 있는 PVC 입자를 준비하였다. 그리고 교반기가 달린 반응기에 PVC 입자를 넣은 다음, 여기에 유기 용제로서 수용성의 메틸에틸케톤(MEK)을 투입하였다. 그리고 반응기 내의 온도를 약 80℃로 유지시켜 주면서 1시간 동안 혼합, 교반하여 PVC를 완전히 용해시켰다. 용해 후, PVC는 겔 상태가 되었다. PVC particles, which are mainly used in the manufacture of sheath of waste wire, were prepared. Then, PVC particles were placed in a reactor equipped with a stirrer, and water-soluble methyl ethyl ketone (MEK) was added thereto as an organic solvent. The mixture was stirred for 1 hour while maintaining the temperature in the reactor at about 80 DEG C to completely dissolve the PVC. After dissolution, the PVC was in a gel state.
다음으로, 상기 용해된 용액에 물을 가하여 교반하되, 각 실시예에 따라 물의 함량을 달리하였다. 물을 가한 후, 약 30분 동안 방치한 결과, 회합(응집)에 의해 PVC가 고형화되어 상층으로 부상됨을 알 수 있었다. 각 실시예에 따른 물의 함량은 하기 [표 3]에 보인 바와 같다. 하기 [표 3]에서 물의 함량(중량부)은 PVC 입자 100중량부를 기준으로 한 것이다. Next, water was added to the dissolved solution and stirred, and the content of water was varied according to each example. After the addition of water, the mixture was allowed to stand for about 30 minutes. As a result, it was found that the PVC solidified by association (aggregation) and floated to the upper layer. The content of water according to each example is as shown in Table 3 below. The content (parts by weight) of water in the following [Table 3] is based on 100 parts by weight of PVC particles.
이후, 여과를 통해 상기 고형화된 PVC를 용액으로부터 분리, 회수하였다. 그리고 회수된 PVC를 건조시킨 후 중량을 측정한 다음, PVC의 회수율(%)을 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 3]에 함께 나타내었다. 이때, 회수율(%)은 하기 수학식을 통해 산출하였다.
Thereafter, the solidified PVC was separated from the solution by filtration and recovered. The recovered PVC was dried and weighed, and the recovery rate (%) of PVC was evaluated. The results are shown together in Table 3 below. At this time, the recovery rate (%) was calculated by the following equation.
[수학식] [Mathematical Expression]
회수율(%) = [회수된 PVC의 중량(고형화된 PVC의 건조 중량)/초기에 사용된 PVC 입자의 중량(용해 전의 PVC)] x 100
Recovery rate (%) = [weight of recovered PVC (dry weight of solidified PVC) / weight of PVC particles used before (dissolution of PVC)] x 100
Remarks
(중량부)Water content
(Parts by weight)
회수율(%)Of resin
Recovery rate (%)
한편, 상기 실시예 4과 실시예 7에 따른 각 용액에 대하여, 증류기를 이용하여 분별 증류하였다. 이때, 실시예 4는 물을 포함하지 않은 용액으로서, 이는 PVC와 유기 용제(MEK)를 포함하는 용액(PVC : MEK = 1 : 2.5의 중량비)이다. 그리고 실시예 7은 물을 포함하되, PVC가 거의 제거된 용액으로서, 이는 물과 유기 용제(MEK)를 포함하는 용액(물 : MEK = 1 : 2.5의 중량비)이다. 이러한 각 용액 1리터(L)에 대하여, 분별 증류를 실시하여 유기 용제(MEK)를 분리, 회수한 다음, 유기 용제(MEK)의 회수율(%)을 비교하였다. 그 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다. 이때, 증류 시에는 전기 히터(0.8 kW로 1시간 동안 가열)를 이용하여, 실시예 4 및 실시예 7에 따른 용액에 증류 열원을 가하였다.
On the other hand, for each of the solutions according to Example 4 and Example 7, fractional distillation was carried out using a distiller. Here, Example 4 is a solution not containing water, which is a solution (PVC: MEK = 1: 2.5 by weight ratio) containing PVC and an organic solvent (MEK). Example 7 is a solution containing water, almost completely removing PVC, which is a solution (water: MEK = 1: 2.5 weight ratio) containing water and organic solvent (MEK). One liter (L) of each of these solutions was subjected to fractional distillation to separate and recover the organic solvent (MEK), and then the recovery (%) of the organic solvent (MEK) was compared. The results are shown in Table 4 below. At this time, a distillation heat source was added to the solution according to Example 4 and Example 7 using an electric heater (heating for 1 hour at 0.8 kW) at the time of distillation.
(PVC + MEK)Example 4
(PVC + MEK)
(물 + MEK)Example 7
(Water + MEK)
회수율(%)MEK
Recovery rate (%)
상기 [표 3] 및 [표 4]에 보인 바와 같이, 물을 가한 경우, PVC가 고형화되어 분리 효율이 개선됨을 알 수 있다. 즉, PVC가 고형화되어 여과를 통해 쉽게 분리할 수 있음을 알 수 있다. As shown in [Table 3] and [Table 4], it can be seen that when water is added, the PVC is solidified and the separation efficiency is improved. That is, it can be seen that PVC is solidified and can be easily separated by filtration.
또한, 유기 용제(MEK)를 분리함에 있어서, PVC와 유기 용제(MEK)의 혼합 용액의 경우가 물과 유기 용제(MEK)의 혼합 용액의 경우보다 용제 회수율이 낮은 결과를 보였다. 이는 PVC 내부에 용제(MEK)가 함유되어 용제(MEK)의 회수율이 물과 유기 용제(MEK)의 혼합 용액의 경우 보다 낮은 것으로 판단된다. 이와 같이, 물과 유기 용제(MEK)의 혼합 용액의 경우가 용제(MEK)의 회수율(%)이 향상됨을 알 수 있다. 아울러, 이러한 결과를 통해, 동일한 용제 회수율(%)에서, 물을 가한 경우에 열을 가하는 시간이 단축될 수 있음을 알 수 있으며, 이는 에너지 절감(증류 열원 사용량 감소)을 의미한다. Also, in the case of separating the organic solvent (MEK), the mixed solvent of PVC and organic solvent (MEK) showed lower solvent recovery than the mixed solution of water and organic solvent (MEK). It is considered that the recovery rate of the solvent (MEK) is lower than that of the mixed solution of water and organic solvent (MEK) because the solvent (MEK) is contained in the PVC. Thus, it can be seen that the recovery ratio (%) of the solvent (MEK) is improved in the case of the mixed solution of water and organic solvent (MEK). From these results, it can be seen that, at the same solvent recovery (%), the time to apply heat when water is added can be shortened, which means energy saving (reduction in use of distillation heat source).
따라서 위와 같은 실시예들에 의해 확인되는 바와 같이, 물을 가한 경우에 수지(PVC)의 분리 및 용제(MEK)의 회수가 효율적으로 진행되며, 에너지 효율 면에서도 효과적임을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the separation of the resin (PVC) and the recovery of the solvent (MEK) proceed efficiently when water is added, as shown in the above embodiments, and it is also effective in terms of energy efficiency.
Claims (6)
스티렌계 중합체;
폐전선으로부터 분리된 제1난연제;
제2난연제; 및
제3난연제를 포함하되,
상기 제2난연제는 수산화알루미늄과 황을 함유하고,
상기 제3난연제는 아세트기를 가지는 유기물로부터 선택되며,
상기 제2난연제는 상기 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 내부에 분산되고,
상기 제1난연제 및 제3난연제는 상기 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자.
In the flame retardant polystyrene type expanded particles,
Styrene type polymers;
A first flame retardant separated from the waste wire;
A second flame retardant; And
A third flame retardant,
Wherein the second flame retardant contains aluminum hydroxide and sulfur,
The third flame retardant is selected from an organic substance having an acetyl group,
The second flame retardant is dispersed in the flame retardant polystyrene type expanded particles,
Wherein the first flame retardant and the third flame retardant are coated on the surface of the flame retardant polystyrene type expanded particles.
A molded article comprising the flame-retardant polystyrene type expanded particles according to claim 2.
스티렌계 중합체 및 제2난연제를 포함하는 혼합물로부터 폴리스티렌계 발포 입자를 얻는 단계;
제3난연제와 상기 폐전선으로부터 분리된 제1난연제를 포함하는 난연 코팅액을 얻는 단계; 및
상기 난연 코팅액을 상기 폴리스티렌계 발포 입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함하고,
상기 제2난연제는 수산화알루미늄과 황을 함유하며,
상기 제3난연제는 아세트기를 가지는 유기물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법.
Separating the first flame retardant from the waste wire;
Obtaining polystyrene-based expanded particles from a mixture comprising a styrene-based polymer and a second flame retardant;
Obtaining a flame retardant coating liquid comprising a third flame retardant and a first flame retardant separated from the waste wire; And
And coating the surface of the polystyrene type expanded particles with the flame retardant coating liquid,
Wherein the second flame retardant contains aluminum hydroxide and sulfur,
Wherein the third flame retardant is selected from organic materials having an acetyl group.
상기 폐전선으로부터 제1난연제를 분리하는 단계는,
폐전선을 유기 용제에 용해시켜 폐전선으로부터 수지 및 제1난연제를 포함하는 피복 혼합물을 얻는 용해 공정; 및
상기 피복 혼합물을 비중 차이를 통해 제1난연제가 침전되게 한 다음, 상기 피복 혼합물로부터 제1난연제를 분리하는 침전 분리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the step of separating the first flame retardant from the waste wire comprises:
Dissolving a waste wire in an organic solvent to obtain a coating mixture containing a resin and a first flame retardant from a waste wire; And
And a precipitation separation step of causing the first mixture to precipitate the coating mixture through a difference in specific gravity and then separating the first mixture from the coating mixture.
상기 유기 용제는 폐전선을 구성하는 수지보다 물에 대한 용해도가 높은 수용성의 유기 용제이고,
상기 침전 분리 공정은, 피복 혼합물에 물을 가하여, 수지는 상층으로 부상되게 하고, 제1난연제는 침전되게 하는 제1공정; 및
상기 피복 혼합물로부터 수지와; 유기 용제 및 물을 포함하는 혼합 용액과; 제1난연제를 분리하는 제2공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리스티렌계 발포 입자의 제조방법.
6. The method of claim 5,
The organic solvent is a water-soluble organic solvent having a higher solubility in water than a resin constituting the waste wire,
Wherein the precipitating and separating step includes: a first step of adding water to the coating mixture so that the resin floats up to the upper layer and the first flame retardant is precipitated; And
A resin from the coating mixture; A mixed solution containing an organic solvent and water; And a second step of separating the first flame retardant from the first flame retardant.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140155639 | 2014-11-10 | ||
KR1020140155639 | 2014-11-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101539663B1 true KR101539663B1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53875194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150040935A KR101539663B1 (en) | 2014-11-10 | 2015-03-24 | Flame retardant expanded polystyrene particle using wastes and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101539663B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101807648B1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-12-11 | 손민일 | Flame retardant expanded polystyrene particle and method for manufacturing the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06157812A (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method of reclaiming molding of flame-retardant resin composition |
KR19990057647A (en) * | 1997-12-30 | 1999-07-15 | 조옥현 | Waste resin recycling method and recycled resin produced by this method |
KR20120120282A (en) * | 2010-02-05 | 2012-11-01 | 바스프 에스이 | Halogen-free, phosphorous-containing, flame-protected polymer foams |
-
2015
- 2015-03-24 KR KR1020150040935A patent/KR101539663B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06157812A (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method of reclaiming molding of flame-retardant resin composition |
KR19990057647A (en) * | 1997-12-30 | 1999-07-15 | 조옥현 | Waste resin recycling method and recycled resin produced by this method |
KR20120120282A (en) * | 2010-02-05 | 2012-11-01 | 바스프 에스이 | Halogen-free, phosphorous-containing, flame-protected polymer foams |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101807648B1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-12-11 | 손민일 | Flame retardant expanded polystyrene particle and method for manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ma et al. | A lava-inspired micro/nano-structured ceramifiable organic-inorganic hybrid fire-extinguishing coating | |
CA2669909C (en) | Expandable vinyl aromatic polymers with enhanced heat insulation and process for the preparation thereof | |
EP2152789B1 (en) | Fire retardant polystyrene | |
WO2011073141A1 (en) | Flame-protected polymer foams | |
CN107641221B (en) | A kind of hydroxide-modified expansible graphite fire retardant and preparation method thereof | |
EP2158258A1 (en) | Expandable polystyrene bead with superior adiabatic and flameproof effect and method for producing the same | |
KR101096798B1 (en) | Expandable polystyrene bead and method for preparing the same | |
EP2274369B1 (en) | Polystyrene foams with low amount of metal | |
WO2016113332A1 (en) | Combination of silica and graphite and its use for decreasing the thermal conductivity of vinyl aromatic polymer foam | |
CN104592707A (en) | Grade-A fireproof material based on ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) plastic | |
KR101539663B1 (en) | Flame retardant expanded polystyrene particle using wastes and method for manufacturing the same | |
Liang et al. | A novel green IFR system: Design of a self-assembled peanut shell-based flame retardant and its fire performance in EP | |
JP7210284B2 (en) | Foamable composition containing aromatic vinyl polymer with self-extinguishing properties and improved processability | |
NO790898L (en) | FLAME RESISTANT POLYSTYRENE FOAM AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURE | |
CN105037872A (en) | Novel EPE (expandable polyethylene) material and preparation method thereof | |
KR102149904B1 (en) | A method for recovering polystyrene from waste expandable polystyrene with flame retardant by conventional chemical process and the recovered polystyrene | |
WO2013064444A1 (en) | Compositions based on self-extinguishing expandable vinyl aromatic polymers | |
KR20100120088A (en) | Expandable polystyrene bead with fireproofing property, the manufacturing method thereof and nonflammable styropor producing the same bead | |
KR101093995B1 (en) | Flame-retardant expanded polystyrene bead manufacturing method | |
KR101795750B1 (en) | Composition for flame retardant, flame retardant polystyrene foam and manufacturing method of the same | |
CN109804004A (en) | The vinylaromatic polymer of improved expansion | |
KR101807648B1 (en) | Flame retardant expanded polystyrene particle and method for manufacturing the same | |
CN104559043A (en) | Gas-phase active flame-retardant modified polystyrene board and preparation method thereof | |
JP2015535029A (en) | Self-digesting polymer composition | |
CN111278900B (en) | Method for producing expanded polystyrene particles and expanded polystyrene particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180710 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190729 Year of fee payment: 5 |